Современные технологии медицинской диагностики, производства микроэлектроники, датчиков смешаются все больше и больше в сторону уменьшения размеров устройств. Движение в сторону миниатюризации, в свою очередь, требует разработки новых материалов и технологий нанопроизводства с помощью которых можно создавать сложнейшие миниатюрные узлы не менее миниатюрных приборов и устройств. Команда Джона Фоуркаса (John Fourkas), профессора химии университета Мэриленда, разработала новые материалы, использование которых позволяет одновременную манипуляцию в трехмерном пространстве сразу несколькими микрообъектами с помощью оптического пинцета. А уникальный метод точечной литографии позволяет создавать из этих микрообъектов весьма сложные «композиции».

Статья, описывающая данное достижение, будет опубликована в августовском выпуске журнала «Chemical Science». В этой статье исследователи подробно поясняют, как комбинация разработанных ими методов позволяет собирать сложные трехмерные структуры из множества микроскопических узлов.

В качестве доказательств работоспособности технологии Фоуркас и его коллеги демонстрируют снимки трехмерных структур, составленных из скрепленных между собой стеклянных сфер. Но самой сложной структурой является структура, представленная на первом снимке.

На этом снимке можно увидеть крошечный усеченный конус с миниатюрной стрелкой с шариком на конце. Стрелка движется по кругу и в вертикальном направлении по резьбе, нарезанной на поверхности конуса.

Рис. 1.

Наверное, следует подробно описать метод «нарезки резьбы» на поверхности микроконуса. Сначала от поверхности заготовки из специального материала была отделена микронить, которая была доставлена с помощью оптического пинцета к поверхности конуса. После этого один конец нити был прикреплен к конусу с помощью точеной литографии. Затем, используя тот же оптический пинцет, нить была обернута вокруг конуса, после чего ее свободный конец был закреплен, опять же с помощью литографии.

«Новые материалы открыли дверь нескольким новым методам производства микро- и наноустройств» – рассказывает профессор Фоуркас. – «С помощью этих методов мы можем сплетать нити, диаметр которых в сотни раз меньше диаметра человеческого волоса, и даже делать из них ткани. Самым интересным аспектом новых методов является то, что они могут работать с самыми различными материалами, к примеру, мы можем "ткать» ткань из различных видов нитей, получая материалы и устройства с уникальными химическими и физическими свойствами".

Рис. 2.