p Um novo de baixo custo, ferramenta de alta resolução foi preparada para revolucionar a forma como a nanotecnologia é produzida a partir do desktop, de acordo com um novo estudo realizado por pesquisadores da Northwestern University. p Atualmente, a maior parte da nanofabricação é feita em instalações centralizadas de vários bilhões de dólares chamadas fundições. Isso é semelhante à impressão de documentos em gráficas centralizadas. Considerar, Contudo, como a impressora de mesa revolucionou a transferência de informações ao permitir que as pessoas imprimam documentos de maneira econômica conforme necessário. Essa mudança de paradigma é a razão pela qual tem havido ambição de toda a comunidade no campo da nanociência para criar uma ferramenta de nanofabricação de desktop.

p "Com esta descoberta, podemos construir materiais e dispositivos de alta qualidade, como o processamento de semicondutores em grandes áreas, e podemos fazer isso com um instrumento ligeiramente maior do que uma impressora, "disse Chad A. Mirkin, autor sênior do estudo e um pioneiro de renome mundial no campo da nanociência.

p Mirkin é o George B. Rathmann Professor de Química no Weinberg College of Arts and Sciences e professor de medicina, engenharia química e biológica, engenharia biomédica e ciência e engenharia de materiais. Ele também é o diretor do Instituto Internacional de Nanotecnologia da Northwestern.

p O estudo será publicado no dia 19 de julho na revista. Nature Communications .

p A ferramenta criada pela equipe de Mirkin produz dispositivos e estruturas de trabalho em nível de nanoescala em questão de horas, bem no ponto de uso. É o equivalente em nanofabricação de uma impressora de mesa.

p Sem exigir milhões de dólares em custos de instrumentação, a ferramenta está pronta para prototipar uma ampla gama de estruturas funcionais, de chips de genes a matrizes de proteínas e a construção de padrões que controlam como as células-tronco se diferenciam para a construção de circuitos eletrônicos.

p "Em vez de precisar ter acesso a milhões de dólares, em alguns casos, bilhões de dólares em instrumentação, você pode começar a construir dispositivos que normalmente requerem esse tipo de instrumentação bem no ponto de uso, "Mirkin disse.

p O artigo detalha os avanços que a equipe de Mirkin fez na nanofabricação de desktop com base em matrizes de caneta de litografia de caneta de feixe (BPL) facilmente fabricadas, estruturas que consistem em uma matriz de pirâmides poliméricas, cada um revestido com uma camada opaca com uma abertura de 100 nanômetros na ponta. Usando um dispositivo de microespelho digital, o componente funcional de um projetor, um único feixe de luz é dividido em milhares de feixes individuais, cada um canalizado para baixo na parte de trás de diferentes canetas piramidais dentro da matriz e através das aberturas na ponta de cada caneta.

p A ferramenta de nanofabricação permite processar rapidamente substratos revestidos com materiais fotossensíveis chamados resistentes e gerar estruturas que abrangem o macro-, micro e nanoescalas, tudo em um experimento.

p Os principais avanços feitos pela equipe de Mirkin incluem o desenvolvimento do hardware, escrever o software para coordenar a direção da luz na matriz da caneta e construir um sistema para fazer todas as peças deste instrumento trabalharem juntas em sincronia. Essa abordagem permite que cada caneta escreva um padrão único e que esses padrões sejam costurados em dispositivos funcionais.

p "Não há necessidade de criar uma máscara ou placa mestre toda vez que você deseja criar uma nova estrutura, "Mirkin disse." Você apenas designa os feixes de luz para ir a lugares diferentes e diz às canetas qual padrão você deseja gerar.

p Como os materiais usados ​​para fazer a ferramenta de nanofabricação de mesa são facilmente acessíveis, a comercialização pode demorar apenas dois anos, Mirkin disse. Enquanto isso, sua equipe está trabalhando na construção de mais dispositivos e protótipos.

p No papel, Mirkin explica como seu laboratório produziu um mapa do mundo, com resolução em nanoescala grande o suficiente para ser vista a olho nu, um feito nunca antes alcançado com um instrumento de sonda de digitalização. Não apenas isso, mas uma inspeção mais detalhada com um microscópio revela que esta imagem é na verdade um mosaico de fórmulas químicas individuais feitas de pontos em nanoescala. Fazer esse padrão mostra a capacidade do instrumento de gravar padrões em escala centimétrica com resolução em nanoescala.

p o Nature Communications O artigo é intitulado "Nanofabricação de mesa com litografia de caneta de feixe massivamente multiplexada". Além de Mirkin, outros autores são Xing Liao, Keith A. Brown, Abrin L. Schmucker, Guoliang Liu e Shu He, todos da Northwestern University.