Começa com uma estrutura 3D com oito planos, um octaedro. Isso se repete para octaedros menores:625 após apenas quatro etapas. Em cada canto de um novo octaedro, um octaedro sucessivo é formado. Um "edifício" fractal 3D verdadeiramente fascinante é formado em escala micro e nano. Pode ser usado para filtragem de alto desempenho, por exemplo. Cientistas do Instituto MESA + de Nanotecnologia da Universidade de Twente, na Holanda, apresentam essas estruturas no Journal of Micromechanics and Microengineering (JMM).

Um fractal é uma estrutura geométrica que pode se repetir até o infinito. Ampliando um fragmento dele, a estrutura original torna-se visível novamente. Uma grande vantagem de um fractal 3D é que a superfície efetiva aumenta a cada etapa seguinte. Olhando para o octaedra, após quatro etapas, a estrutura final não é muito maior do que o octaedro original, mas a superfície efetiva foi multiplicada por 6,5. O menor octaedro tem 300 nanômetros de tamanho, com em cada canto um nano poro de 100 nanômetros. Tendo 625 desses nano poros em uma área de superfície limitada, um filtro muito eficaz com baixa resistência ao fluxo é formado. Os cientistas holandeses também experimentam capturar células vivas dentro dessas células octaédricas, ser capaz de estudar a interação entre as células. Outras pesquisas interessantes estão relacionadas ao envio de luz através da estrutura do octaedro:como ele irá interagir?

Litografia de canto

Para ser capaz de criar a estrutura 3D repetida, os cientistas desenvolveram uma técnica chamada 'litografia de canto'. Inicialmente, uma forma de pirâmide é gravada em silício. O próximo passo é aplicar uma camada de nitreto de silício na pirâmide. Depois de remover isso posteriormente, um pouquinho de nitreto fica no canto da pirâmide, funcionando como um 'stop'. Quando isso for removido, o silício embaixo é gravado através do minúsculo orifício. Automaticamente, uma estrutura é formada ao longo do plano de cristal de silício. Este é o primeiro octaedro, formado por 'alinhamento automático'. O processo é repetido com uma nova camada de nitreto de silício. O tamanho do novo octaedro é determinado pelo período de gravação. Nesse caso, cada octaedro na próxima etapa tem metade do tamanho do anterior. A vantagem da litografia de canto é sua relativa simplicidade. Nenhuma tecnologia avançada é necessária para criar cada nano poro individual. Pelo contrário:em apenas quatro etapas milhares de fractais, cada um com 625 orifícios minúsculos podem ser processados ​​em um wafer, em paralelo. Mais de quatro etapas também são possíveis, mas isso exige mais do processo de gravação.

A pesquisa foi realizada no grupo Transdutores de Ciência e Tecnologia, que faz parte do MESA + Instituto de Nanotecnologia da Universidade de Twente.