p Micrografias ópticas mostrando a montagem de um cristal coloidal 2D composto por aproximadamente 200 partículas. Superior:A configuração inicial é um fluido fracamente retido por dieletroforese negativa. Segunda e terceira imagens:as partículas são então removidas iterativamente e concentradas por um ciclo entre a ativação eletroforética-eletroosmótica e a ativação dieletroforética negativa usando o controle de feedback. Abaixo:Finalmente, a dieletroforese negativa é aumentada para comprimir as partículas em cristais coloidais quase 2D.
p (Phys.org) - Pesquisadores do NIST Center for Nanoscale Science and Technology e da Johns Hopkins University desenvolveram uma técnica para manipular de forma confiável centenas de partículas coloidais individuais de tamanho micrométrico para criar cristais com dimensões controladas. A realização é um marco importante para a compreensão de como direcionar e controlar a montagem de objetos em micro e nanoescala para aplicações de nanofabricação. p O experimento usa quatro eletrodos padronizados em uma lamela de microscópio para mover as partículas do tamanho de um micrômetro suspensas no líquido, aplicando uma combinação de campos elétricos AC e DC. Usando um não uniforme, campo AC de alta frequência, as forças dieletroforéticas exercidas nas partículas dielétricas são ajustadas para ajustar a força de sua atração para uma área de coleta no centro dos eletrodos. Quando essas forças são baixas o suficiente, Os fluxos eletroforético-eletroosmóticos induzidos pela aplicação de um campo DC permitem aos pesquisadores remover seletivamente as partículas da área e ajustar os conjuntos de partículas a um tamanho e forma escolhidos.
p Variando independentemente os potenciais dos eletrodos AC e DC, os pesquisadores podem direcionar a automontagem de jangadas bidimensionais (2D) feitas de números precisos de partículas; ou seja, Cristais coloidais 2D. Assim que o tamanho de cristal desejado for alcançado, as forças de atração que prendem as partículas na área de coleta são aumentadas para estabilizar a estrutura. Um componente importante deste trabalho é a aplicação de uma visão computacional, sistema de feedback em tempo real que ajusta dinamicamente os campos AC e DC para automatizar o processo de montagem direcionado.
p Este trabalho mostra como a combinação de vários atuadores oferece graus extras de liberdade que podem ser usados para manipular conjuntos de componentes coloidais para criar tamanhos e formas desejados. Os pesquisadores agora estão desenvolvendo métodos de medição sensíveis o suficiente para rastrear estruturas em escala nanométrica que permitirão que esses métodos sejam estendidos para controlar a montagem de materiais em escala nanométrica.
