Ученым из США удалось испытать «в деле» новый инструмент для быстрого прототипирования наноструктур, состоящих из массивов углеродных нанотрубок.

Используя специально сфокусированный лазерный луч, ученые из Университета Южной Калифорнии (University of Southern California) и их коллеги из Лаборатории Реактивного Движения при NASA (NASA’s Jet Propulsion Laboratory) смогли выжигать отдельные «рисунки» на поверхности «нанолеса», сформированного из обыкновенных углеродных многослойных нанотрубок.

Один из соавторов нового метода производства, ученый Стивен Кронин (Stephen Cronin), говорит, что разработанная исследователями техника «выжигания» по нанотрубкам позволит быстро создавать новые экспериментальные типы различных наноструктур.

Например, можно сконструировать основу для микрочипа-сенсора: пластину с каналами для транспорта жидкости или газа. При этом пластина будет представлять собой тот самый «нанотрубочный лес», в котором проделают необходимые углубления.

Сама пластина-подложка формируется в специальной печи: при температуре 650ºС на ней выращивают многослойные углеродные нанотрубки. Затем с помощью довольно мощного 532-нм лазера в воздушной среде ученые проводят сам процесс «выжигания» ненужных нанотрубок. Температура «выжигания» достигает 800ºС. При этом минимальная мощность лазера-«нановыжигателя» должна быть 244 микроватта.

Рис. 1. Примеры полученных с помощью лазерного выжигания наноструктур на поверхности «ковра из нанотрубок»

В экспериментах же исследователи не постеснялись поднять мощность лазера до 9000 микроватт.

Как говорит Кронин, «нановыжигатель» показывает превосходство перед нанолитографией, которая обычно оперирует только с двумерными структурами. Хотя странно, что ученые сравнивают эти два разных метода производства, хотя бы из-за того, что они работают на разных поверхностях.

После процесса выжигания ученые заметили несколько белых точек диаметром от 100 до 200 нанометров, которые при рассмотрении их под электронным микроскопом оказались сплавленными окончаниями нанотрубок.

С помощью спектроскопии комбинационного рассеивания ученые смогли оценить глубину полученных дорожек. Она составила около 5 микрон. При этом глубину «выжигания» можно регулировать апертурой линз, установленных на микроскопе.

Потенциальные применения этой новой технологии – создание чипов для исследования ДНК, наножидкостных чипов с супергидрофобными каналами и устройств по быстрой идентификации белков.

Свидиненко Юрий