MIT's 'Implosion Fabrication' скорочує об'єкти для створення нанорозмірних версій

Чим менше ти хочеш щось бути, тим важче його будувати. Це бар'єр, який стримує багато технологій від батарей до оптики, але нова технологія, розроблена в MIT, може полегшити виробництво наномасштабних матеріалів, скорочуючи більші конструкції. Підхід використовує тип абсорбуючої ешафетки, щоб виготовляти 3D-структури в 1000 разів менше оригіналу.

До цих пір методи створення крихітних 3D-структур були як болісно повільні, так і обмеженими у складності. Більшість із них передбачають використання 2D наноструктур, витравлених на поверхню, і додавання послідовних шарів, доки ви не отримаєте бажану 3D-форму. Це в основному дуже повільне 3D-друк. Деякі методи існують для прискорення дрібномасштабного 3D-друку, але вони працюють тільки з певними спеціалізованими полімерами, які не працюватимуть для багатьох програм. Технологія MIT унікальна, тому що вона повинна працювати майже з будь-якими металами, полімерами та навіть ДНК.

Технологія запозичується за допомогою встановленої технології зображень, яка називається розширенням мікроскопії; це просто працює в зворотному порядку. У мікроскопії розширення тканини вставляються в гідрогелі, а потім розширюються, щоб отримати сканування високої роздільної здатності. Команда виявила, що вони можуть створювати великомасштабні об'єкти у розширених гідрогелях, а потім зменшити їх на наномасштаб. Вони називають це "фабрикою імплозій".

Процес починається з каркасу, складеного з абсорбуючого матеріалу, який називається поліакрилат. Розчин молекул флуоресцеіну дозволяв проникнути в поліакрилат. Вони під дією лазерного світла діють як знаки на каркасі (див. Нижче). Це дозволяє дослідникам прикріплювати молекули в будь-який момент, який вони хочуть. Молекули можуть бути щось на зразок золотої наночастинки або квантової точки.

Все в той момент все ще "велике" - за шкалою міліметрів замість нанометрів. Щоб усунути конструкцію до бажаного розміру, дослідники додають кислоту до розчину. Це усуває негативні заряди в поліакрилатному гелі, змушуючи його згорити. Це притягує молекули разом з ним, в результаті чого зменшується довжина в 10 разів у кожному вимірі, в загальному 1000-кратному зменшенні об'єму.

За допомогою сучасних лабораторних методів команда може взяти об'єкт з об'ємом 1 кубічний міліметр із роздільною здатністю 50 нанометрів. Для великих об'єктів близько 1 кубічного сантиметра вони можуть потрапляти в роздільну здатність на 500 нм. Це обмеження може спричинити додаткові уточнення. Команда дивиться на способи використання цієї техніки для створення вдосконалених оптичних об'єктивів та нанорозмірних робототехніки.