p Pesquisadores da North Carolina State University desenvolveram uma nova técnica de litografia que usa esferas em nanoescala para criar estruturas tridimensionais (3-D) com estruturas biomédicas, aplicações eletrônicas e fotônicas. A nova técnica é significativamente mais barata do que os métodos convencionais e não depende do empilhamento de padrões bidimensionais (2-D) para criar estruturas 3-D. p "Nossa abordagem reduz o custo da nanolitografia ao ponto em que ela poderia ser feita em sua garagem, "diz o Dr. Chih-Hao Chang, professor assistente de engenharia mecânica e aeroespacial na NC State e autor sênior de um artigo sobre o trabalho.

p A maioria da litografia convencional usa uma variedade de técnicas para focar a luz em um filme fotossensível para criar padrões 2-D. Essas técnicas contam com lentes especializadas, feixes de elétrons ou lasers - todos extremamente caros. Outras técnicas convencionais usam sondas mecânicas, que também são caros. Para criar estruturas 3-D, os padrões 2-D são essencialmente impressos um sobre o outro.

p Os pesquisadores do NC State adotaram uma abordagem diferente, colocar esferas de poliestireno em nanoescala na superfície do filme fotossensível.

p As nanoesferas são transparentes, mas dobre e espalhe a luz que passa por eles de maneiras previsíveis de acordo com o ângulo que a luz assume quando atinge a nanosfera. Os pesquisadores controlam a nanolitografia alterando o tamanho da nanosfera, a duração das exposições à luz, e o ângulo, comprimento de onda e polarização da luz. Os pesquisadores também podem usar um feixe de luz, ou múltiplos feixes de luz, permitindo-lhes criar uma ampla variedade de projetos de nanoestruturas.

p "Estamos usando a nanosfera para moldar o padrão de luz, o que nos dá a capacidade de moldar a nanoestrutura resultante em três dimensões sem usar o equipamento caro exigido pelas técnicas convencionais, "Diz Chang." E isso nos permite criar estruturas 3-D de uma só vez, sem ter que fazer camada após camada de padrões 2-D. "

p Os pesquisadores também mostraram que podem fazer com que as nanoesferas se auto-montem em uma matriz regularmente espaçada, que, por sua vez, pode ser usado para criar um padrão uniforme de nanoestruturas 3-D.

p "Isso poderia ser usado para criar uma série de nanagulhas para uso na entrega de drogas ou outras aplicações, "diz Xu Zhang, um Ph.D. estudante no laboratório de Chang e principal autor do artigo.

p A nova técnica também pode ser usada para criar "impressoras jato de tinta" em nanoescala para a impressão de células eletrônicas ou biológicas, ou para criar antenas ou componentes fotônicos.

p "Para este trabalho, focamos na criação de nanoestruturas usando polímeros fotossensíveis, que são comumente usados ​​em litografia, "Zhang diz." Mas a técnica também pode ser usada para criar modelos para estruturas 3-D usando outros materiais. "

p Os pesquisadores estão atualmente procurando várias maneiras adicionais de manipular a técnica para controlar a forma das estruturas resultantes.

p "Estamos explorando o uso de materiais da nanosfera além do poliestireno, bem como formas de nanopartículas diferentes de esferas, "Diz Chang." E, em última análise, queremos estudar maneiras de controlar a colocação de partículas no filme fotossensível em padrões que não sejam matrizes uniformes. "