Pesquisadores da Universidade de Michigan e da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Seul desenvolveram um novo método para fabricar dispositivos que exigem partículas em micro e nanoescala precisamente dimensionadas e posicionadas. A técnica é adequada para uma ampla gama de montagem de objetos em micro e nanoescala e útil para dispositivos eletrônicos e aplicações biológicas.
"É muito difícil regular as coisas em escala microscópica e nano. Você quer que as partículas fiquem lá, e elas não vão", disse Jay Guo, líder do projeto e professor de engenharia elétrica e ciência da computação. "Encontramos uma maneira de classificar e localizar grandes quantidades de partículas e podemos fazer isso de uma maneira muito escalável."

Com essa capacidade, os engenheiros seriam capazes de fabricar e montar com mais eficiência cristais fotônicos, dispositivos de filtragem e ensaios biológicos, criar dispositivos de detecção mais sensíveis e muito mais.

Guo trabalha na área de nanofabricação há décadas, começando com seu trabalho em litografia de nanoimpressão rolo a rolo. Ele mudou para a metodologia atual de nanopadrões confiando apenas em uma pastilha de silício fatiada devido à sua relativa simplicidade e velocidade.

O novo método adiciona uma carga elétrica, que parece fazer toda a diferença.

Criando o dispositivo microfluídico

O objetivo desta pesquisa era terminar com uma camada de micro ou nanopartículas ordenadas e de tamanho semelhante que pudessem ser integradas em um dispositivo com matrizes de alta densidade. Os métodos atuais para fazer isso tendem a ser tediosos, ao mesmo tempo em que exigem estruturas complicadas. Ou, eles são mais adequados para partículas de 10 a 100 micrômetros, deixando a separação e classificação de partículas submicrométricas um desafio persistente.

Guo e sua equipe internacional de pesquisadores, incluindo o ex-aluno Prof. Jong G. Ok, montaram um dispositivo microfluídico que atingiu seus objetivos desejados usando um método que também é escalável e de custo relativamente baixo. A equipe de Ok continua a impulsionar a tecnologia de inscrição em seu instituto na Coréia.

O coração do dispositivo é um substrato especialmente projetado que captura as partículas de um tamanho específico em um arranjo ordenado. Para fazer isso, os pesquisadores primeiro criaram entalhes, na forma de nanovoides, em um substrato de policarbonato por meio de uma técnica de padronização conhecida como nanoinscrição dinâmica (DNI). Os nanoids resultantes eram todos do mesmo tamanho.

O substrato é então revestido com Al2O3 e recebe uma carga positiva após ser imerso em uma solução salina.

A Figura 1 mostra a configuração do teste, que permite que partículas fluídicas de tamanho submícron entrem no sistema e fluam sobre o substrato antes de sair. Essas partículas são carregadas negativamente para aumentar sua atração para os nanovóides carregados positivamente no substrato. Eles também receberam etiquetas fluorescentes para fácil detecção.

Pode-se esperar que a maioria das partículas simplesmente caia no fundo do fluido e fique no substrato, mas não foi isso que aconteceu.

Em vez disso, apenas aqueles de um tamanho específico repousavam nos nanonoides. Três tamanhos distintos de partículas foram injetados no sistema:200 nm, 500 nm e 1.000 nm (ou 1 + Explore mais

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