โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ - 2019

เทคนิคใหม่ช่วยให้สามารถสร้างโครงสร้างนาโน 3 มิติที่มีต้นทุนต่ำได้

Anonim

นักวิจัยจาก North Carolina State University ได้พัฒนาเทคนิคการพิมพ์หินใหม่ที่ใช้ทรงกลมขนาดนาโนเพื่อสร้างโครงสร้างสามมิติที่มีการประยุกต์ใช้ทางชีวการแพทย์อิเล็กทรอนิกส์และแสงสว่าง เทคนิคใหม่นี้มีราคาแพงกว่าวิธีธรรมดาและไม่ต้องพึ่งพาการวางซ้อนแบบสองมิติ (2 มิติ) เพื่อสร้างโครงสร้าง 3 มิติ

การโฆษณา


Dr. Chih-Hao Chang ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและอวกาศของ NC State และผู้เขียนอาวุโสของงานวิจัยกล่าวว่า "วิธีการของเราช่วยลดต้นทุนของ nanolithography ไปถึงจุดที่สามารถทำได้ในโรงรถของคุณ

การพิมพ์หินตามแบบธรรมดาส่วนใหญ่ใช้เทคนิคต่างๆเพื่อเน้นแสงบนฟิล์มแสงเพื่อสร้างรูปแบบ 2 มิติ เทคนิคเหล่านี้อาศัยเลนส์พิเศษคานอิเล็กตรอนหรือเลเซอร์ซึ่งทั้งหมดมีราคาแพงมาก เทคนิคทั่วไปอื่น ๆ ใช้โพรบเชิงกลซึ่งเป็นค่าใช้จ่ายสูง ในการสร้างโครงสร้าง 3 มิติรูปแบบ 2 มิติจะพิมพ์ลงด้านบนสุดของแต่ละด้าน

นักวิจัยของ NC State ได้ใช้วิธีการที่แตกต่างออกไปวางทรงกลมสไตรีนนาโนที่เป็นนาโนสกรีนบนพื้นผิวของฟิล์มแสง

nanospheres มีความโปร่งใส แต่โค้งงอและกระจายแสงที่ผ่านไปได้ในรูปแบบที่คาดการณ์ได้ตามมุมที่แสงจะใช้เมื่อกระทบกับนาโนสเฟียร์ นักวิจัยสามารถควบคุมนาโนธิสัสโตแกรมได้โดยการเปลี่ยนขนาดนาโนเฟสระยะเวลาการรับแสงและมุมความยาวคลื่นและโพลาไรซ์ของแสง นักวิจัยยังสามารถใช้ลำแสงเดียวหรือหลายคานซึ่งช่วยให้สามารถสร้างรูปแบบโครงสร้างนาโนซิสเตอร์ได้หลากหลายรูปแบบ

"เรากำลังใช้นาโนสเฟียร์ในการกำหนดรูปแบบของแสงซึ่งจะช่วยให้เราสามารถปรับโครงสร้างนาโนที่เกิดขึ้นได้ในสามมิติโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ที่มีราคาแพงซึ่งต้องใช้เทคนิคทั่วไป" นายชาญกล่าว "และช่วยให้เราสามารถสร้างโครงสร้าง 3 มิติทั้งหมดได้พร้อมกันโดยไม่ต้องสร้างเลเยอร์หลังจากชั้นของรูปแบบ 2 มิติ"

นักวิจัยยังได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถทำให้นาโนสเฟียร์สามารถรวบรวมตัวเองได้ในอาร์เรย์ที่มีการเว้นระยะห่างอย่างสม่ำเสมอซึ่งจะสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างรูปแบบโครงสร้างนาโนเมตร 3 มิติที่เหมือนกันได้

"สิ่งนี้สามารถนำมาใช้ในการสร้าง nanoneedles เพื่อใช้ในการจัดส่งยาหรือการใช้งานอื่น ๆ " Xu Zhang กล่าว นักเรียนในห้องปฏิบัติการของช้างและผู้เขียนนำของกระดาษ

เทคนิคใหม่นี้ยังสามารถนำมาใช้เพื่อสร้าง "เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท" ขนาดนาโนสำหรับการพิมพ์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือเซลล์ชีวภาพหรือสร้างเสาอากาศหรือส่วนประกอบเกี่ยวกับแสง

"สำหรับงานวิจัยชิ้นนี้เรามุ่งเน้นการสร้างโครงสร้างนาโนโดยใช้โพลิเมอร์ที่เป็นแสงซึ่งมักใช้ในการพิมพ์หิน" Zhang กล่าว "แต่เทคนิคนี้ยังสามารถใช้ในการสร้างเทมเพลตสำหรับโครงสร้าง 3 มิติโดยใช้วัสดุอื่น ๆ ได้"

นักวิจัยกำลังมองหาวิธีการเพิ่มเติมอีกหลายวิธีในการจัดการกับเทคนิคในการควบคุมรูปร่างของโครงสร้างที่เกิดขึ้น

"เรากำลังสำรวจการใช้วัสดุนาโนเฟสอื่น ๆ นอกเหนือจากพอลิสไตรีนและรูปร่างของอนุภาคนาโนที่ไม่ใช่ทรงกลม" Chang กล่าว "ในท้ายที่สุดเราต้องการมองหาวิธีการควบคุมตำแหน่งของอนุภาคบนฟิล์มแสงในรูปแบบอื่นที่ไม่ใช่อาร์เรย์แบบเดียวกัน"

การโฆษณา



เรื่องราวที่มา:

วัสดุที่จัดเตรียมโดย North Carolina State University หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว


Journal Reference :

  1. Xu A. Zhang, Bin Dai, Zhiyuan Xu และ Chih-Hao Chang การแกะรอยอนุภาคมูลฝอยแบบสามมิติแบบอสมมาตรแบบไม่สมมาตรโดยใช้อนุภาคคอลลอยด์ ขนาดเล็ก, 2014 DOI: 10.1002 / smll.201402750