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  • Fabricação de nanoestruturas com seda pode tornar salas limpas salas verdes
    p Solução aquosa de fibroína de seda de grau óptico, obtido dos casulos da lagarta Bombyx mori, foi colocado em um substrato e revestido por rotação para formar um filme de seda. As resistências positivas e negativas foram formadas e desenvolvidas com água.

    p (Phys.org) —Os engenheiros da Tufts University demonstraram que é possível gerar nanoestruturas a partir da seda em um processo ecologicamente correto que usa água como agente de desenvolvimento e técnicas de fabricação padrão. Esta abordagem fornece uma alternativa verde para os materiais tóxicos comumente usados ​​na nanofabricação, ao mesmo tempo que oferece qualidade de fabricação comparável aos polímeros sintéticos convencionais. A nanofabricação está no centro da fabricação de semicondutores e outros dispositivos eletrônicos e fotônicos. p O artigo que descreve este trabalho, "Litografia de feixe de elétrons totalmente à base de água usando seda como um positivo, Resistência negativa e biofuncional, " aparece em Nature Nanotechnology , publicado online em 23 de março antes da publicação impressa.

    p "Em um mundo que se esforça para reduzir as pegadas tóxicas associadas à fabricação, nosso laboratório está explorando biopolímeros, e seda em particular, como um material candidato para substituir os plásticos em muitas aplicações de alta tecnologia, "disse Frank C. Doble, Professor de Engenharia Biomédica, Fiorenzo Omenetto, Ph.D., pesquisador sênior do trabalho.

    p A nanofabricação envolve padronização de alta resolução com recursos tão pequenos que têm pelo menos uma dimensão não maior que 100 nanômetros (nm) - o tamanho das partículas filtradas por máscaras cirúrgicas. A fabricação em nanoescala é geralmente obtida depositando filmes finos de polímeros personalizados, chamado de "resiste, "em wafers de silício. Cada camada de resistência é sucessivamente padronizada usando luz ou elétrons (via litografia de feixe de elétrons) para expor a parte da resistência não coberta por uma máscara. Posteriormente, as resistências positivas são dissolvidas quando submetidas a um revelador, enquanto as resistências negativas permanecem para trás após o desenvolvimento. A composição e configuração das camadas determinam as propriedades da estrutura.

    p O desenvolvimento de uma máscara normalmente requer produtos químicos tóxicos, que precisa de cuidado, e caro, manuseio e descarte. Avanços significativos foram feitos usando resinas "verdes" que podem ser desenvolvidas com água, mas essas técnicas carecem da precisão e escalabilidade desejadas.

    p "Em contraste, nosso processo é inteiramente à base de água, começando com a solução aquosa de seda e terminando com o simples desenvolvimento do filme de seda exposto em água, e a resolução alcançada foi comparável a um dos polímeros sintéticos comumente usados, "disse Omenetto, que tem um cargo de professor no Departamento de Física da Escola de Artes e Ciências Tufts, além de sua nomeação na Escola de Engenharia. "Uma variedade de indústrias de manufatura, empresas de alta tecnologia e laboratórios acadêmicos podem, em última análise, se beneficiar de salas limpas que também sejam ecológicas. "

    p Para este trabalho, os engenheiros da Tufts fabricaram redes fotônicas em nanoescala usando seda pura e seda funcionalizada dopada com pontos quânticos, proteínas fluorescentes verdes (GFPs) ou peroxidase de rábano (HRP).

    p "Ao mostrar que as biomoléculas da enzima HRP permaneceram ativas após o processo de nanofabricação por feixe de elétrons, demonstramos a viabilidade de fabricar dispositivos sensores de seda biologicamente ativos, algo não disponível atualmente, "disse Benedetto Marelli, Ph.D. Marelli é pós-doutorando associado no laboratório de Omenetto e co-autor principal do artigo com o ex-associado de pós-doutorado da Omenetto, Sunghwan Kim, Ph.D., agora um professor em Ajou, Coréia.

    p Esta pesquisa se baseia em trabalhos anteriores de Omenetto e seus colaboradores na Tufts School of Engineering. No passado, eles mostraram que a seda pode ser nanofabricada, mas esses processos exigiam começar com outros materiais nanométricos. Esta é a primeira vez que a seda é fabricada para iniciar a cadeia de fabricação da nanofabricação.


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