p Em um estudo conjunto, um colaborador de cientistas russos desenvolveu um mecanismo de deposição de padrões a laser em vidro com resolução 1000 vezes menor que a largura de um fio de cabelo humano. Os lasers foram focados através de pequenas esferas de vidro, em vez de lentes tradicionais. Este mecanismo permite a aplicação de padrões complexos a uma superfície de vidro de forma relativamente fácil e barata, obter uma resolução espacial de menos de 100 nanômetros. p O método proposto permitirá a criação suficientemente rápida e barata de sensores e microchips em nanoescala. De acordo com os cientistas, é muito mais barato e tecnologicamente mais fácil do que qualquer um dos métodos usados ​​anteriormente, e o novo aplicativo permite a deposição dos desenhos de computador na superfície do vidro com uma resolução aceitável. Para demonstrar este método, a abreviatura de Institute of Chemical Physics (ICP) foi depositada em vidro com resolução de cerca de 100 nanômetros. A nanogravura é usada para criar circuitos ultraprecisos em microfluídica. O fluido operacional pode fluir através dos canais gravados, conectando várias partes do circuito. Quanto menor o tamanho de tal circuito, quanto maior for a resolução da gravação.

p Um laser de femtossegundo permite a deposição de complexo, padrões bidimensionais e tridimensionais na superfície de materiais transparentes. Resolução - o tamanho mínimo dos detalhes da imagem do padrão - é sempre um problema nesses tipos de tarefas, uma vez que é limitado (por razões físicas) pelo comprimento de onda do laser. Quanto maior a resolução, quanto menor o tamanho dos padrões aplicados.

p Para melhorar a resolução, o efeito de campo próximo é freqüentemente usado. Este método envolve focalizar um feixe de laser, usando nanopartículas de metal ou uma camada de microesferas dielétricas como uma "lente". Contudo, esses métodos complicam o processo de deposição do padrão, como eles estão fixos no espaço.

p Em seu trabalho, os autores propõem uma abordagem diferente. Usando um feixe de luz em fluido, eles criam uma espécie de armadilha onde colocam microesferas de vidro. A vantagem deste método de focagem é que a armadilha pode ser movida, movendo assim a lente no espaço e focalizando o laser na área desejada do vidro.

p Contudo, simplesmente mover um feixe de laser ao longo da superfície não é suficiente. A exposição ao laser leva à formação de outeiros, mas não de crateras. Esses outeiros são bastante acidentados e largos, mas o efeito do álcali a uma temperatura de 90 ° C transforma os outeiros em crateras lisas com uma largura menor. Essa estruturação em duas etapas permite o alcance de uma resolução abaixo de 100 nanômetros (nm). Por contraste, estruturação de uma etapa, em que a superfície é tratada apenas com um laser, fornece precisão abaixo de 150 a 200 nm (dependendo da complexidade da estrutura).

p Inicialmente, a superfície do vidro é irradiada com um laser de femtossegundo. O pulso de laser é focado por meio de uma esfera de vidro, que é guiado por uma "armadilha" óptica para uma área predeterminada do vidro. Como resultado, amplos outeiros são formados na superfície do vidro; após o tratamento de superfície com uma solução alcalina, esses outeiros são convertidos em crateras menores de formas mais aerodinâmicas.

p Além de padronização direta, os cientistas investigaram a dependência da resolução, ou seja, o tamanho da cratera, do poder do laser. Os resultados mostraram que uma maior precisão pode ser obtida com pequenas esferas, que permitem uma resolução abaixo de 100 nm.

p A largura mínima da cratera obtida foi de 70 nm. A figura abaixo mostra esta cratera em particular, e o gráfico mostra a forma da cratera em dois eixos.

p A publicação demonstra que a técnica de gravação permite estruturas relativamente complexas. Para provar isso, a superfície do vidro foi gravada com a abreviatura de Instituto de Física Química (ICP). A largura média de cada letra é 100 nm, profundidade - 20 nm (ver Fig. abaixo com uma escala - 500 nm).

p "A criação de canais e ranhuras finas pode ser usada nos campos da química e da biologia para a produção de microfluídicos e em várias nanofantas, "diz Aleksander Shakhov, o co-autor do artigo, pós-graduado pela Faculdade de Física Geral e Aplicada do MIPT.

p Canais para líquidos gravados por esses métodos são usados ​​para o desenvolvimento de pequenos, sensores precisos trabalhando com líquidos. O artigo em questão também sugere um mecanismo suficientemente rápido e barato para a nanoestruturação. Tal abordagem pode permitir a criação rápida e tecnologicamente descomplicada de dispositivos e sensores baratos pela aplicação de estruturas complexas de ranhuras e canais finos através dos quais o fluido operacional fluirá.