Micro-Lisa:deixando sua marca com a nova escrita a laser em nanoescala
As aplicações potenciais incluem novas abordagens para armazenar dados em polímeros, novas superfícies padronizadas para aplicações biomédicas e novas maneiras de fabricar dispositivos em micro e nanoescala para eletrônicos, sensores e microfluídicos. Crédito:Universidade Flinders Lasers de alta potência são frequentemente usados para modificar superfícies de polímeros para fabricar produtos biomédicos de alta tecnologia, eletrônicos e componentes de armazenamento de dados.
Agora, pesquisadores da Universidade Flinders descobriram um polímero derivado de enxofre, barato e responsivo à luz, receptivo a lasers de luz visível de baixa potência - que promete um método de produção mais acessível e seguro em nanotecnologia, ciência química e superfícies de padronização em aplicações biológicas.
Detalhes do novo sistema acabaram de ser publicados na Angewandte Chemie International Edition, apresentando uma versão gravada a laser da famosa pintura "Mona Lisa" e impressão micro-Braille ainda menor que a cabeça de um alfinete.
"Esta poderia ser uma forma de reduzir a necessidade de equipamentos caros e especializados, incluindo lasers de alta potência com risco de radiação perigosa, ao mesmo tempo que utiliza materiais mais sustentáveis. Por exemplo, o polímero principal é feito de enxofre elementar de baixo custo, um produto industrial subproduto, e ciclopentadieno ou diciclopentadieno", diz Justin Chalker, professor de química Matthew Flinders, da Universidade Flinders.
"Nosso estudo usou um conjunto de lasers com comprimentos de onda discretos (532, 638 e 786 nm) e potências para demonstrar uma variedade de modificações de superfície nos polímeros especiais, incluindo inchaço controlado ou ataque por ablação. A síntese fácil e modificação a laser dessas fotos sistemas de polímeros sensíveis foram explorados em aplicações como litografia a laser de gravação direta e armazenamento de informações apagáveis, "diz o Dr. Chalker, do Instituto de Ciência e Engenharia em Nanoescala da Universidade Flinders.
Assim que a luz do laser tocar a superfície, o polímero irá inchar ou formar um buraco para formar linhas, buracos, pontas e canais instantaneamente.
A descoberta foi feita pelo pesquisador e coautor da Universidade Flinders, Dr. Christopher Gibson, durante o que se pensava ser uma análise de rotina de um polímero inventado pela primeira vez no Chalker Lab em 2022 por Ph.D. candidato Samuel Tonkin e professor Chalker.
Gibson diz:"O novo polímero foi imediatamente modificado por lasers de baixa potência - uma resposta incomum que eu nunca havia observado antes em qualquer outro polímero comum. Divulgamos imediatamente que esse fenômeno pode ser útil em uma série de aplicações, então nós [construiu] um projeto de pesquisa em torno da descoberta."
Primeiro autor Ph.D. candidata Abigail Mann ao lado do laser de baixa potência, à esquerda, espectroscopista da ANFF Dr. Jason Gascooke e Dra. Lynn Lisboa com a imagem do laser 'micro-Lisa' exibida em uma tela normal de computador. Crédito:Universidade Flinders
. O pesquisador sênior da Flinders University, Dr. Christopher Gibson, descobriu que um novo polímero inventado no Chalker Lab em 2022 poderia ser imediatamente modificado por uma luz laser visível de baixa potência. Crédito:Universidade Flinders
Outro Ph.D. da Flinders College of Science and Engineering. a candidata, Abigail Mann, liderou a próxima etapa do projeto e é a primeira autora do artigo da revista.
“O resultado desses esforços é uma nova tecnologia para gerar padrões precisos na superfície do polímero”, diz ela. "É emocionante desenvolver e trazer novas técnicas de microfabricação para materiais à base de enxofre. Esperamos inspirar uma ampla gama de aplicações do mundo real em nosso laboratório e além."
As aplicações potenciais incluem novas abordagens para armazenar dados em polímeros, novas superfícies padronizadas para aplicações biomédicas e novas maneiras de fabricar dispositivos em micro e nanoescala para eletrônica, sensores e microfluídica.
Com o apoio do pesquisador associado Dr. Lynn Lisboa e Samuel Tonkin, a equipe de Flinders conduziu uma análise detalhada de como o laser modifica o polímero e como controlar o tipo e tamanho da modificação.
Lisboa acrescenta:“O impacto desta descoberta estende-se muito além do laboratório, com potencial utilização em dispositivos biomédicos, eletrónica, armazenamento de informação, microfluídica e muitas outras aplicações de materiais funcionais.
O espectroscopista da Flinders, Dr. Jason Gascooke, do Australian National Fabrication Facility (ANFF), também trabalhou no projeto.
