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  • La litografía de nanomotores responde a un llamado fabricación de dispositivos más sencilla

    Los nanoingenieros han inventado un nanorobot esférico hecho de sílice que enfoca la luz como una lente de campo cercano para escribir patrones de superficie para dispositivos a nanoescala. En esta imagen, las áreas rojas y violetas indican dónde se amplía la luz para producir un patrón de trinchera en material sensible a la luz. Los investigadores publicaron su novedoso método de "litografía nanomotora" recientemente en la revista Nature Communications. Crédito:Laboratorio de Nanobioelectrónica, Escuela de Ingeniería UC San Diego Jacobs.

    (Phys.org) - ¿Qué se necesita para fabricar dispositivos médicos y electrónicos más pequeños que una fracción de un cabello humano? Nanoingenieros de la Universidad de California, San Diego inventó recientemente un nuevo método de litografía en el que robots a nanoescala nadan sobre la superficie de material sensible a la luz para crear patrones de superficie complejos que forman los sensores y componentes electrónicos en dispositivos a nanoescala. Su investigación, publicado recientemente en la revista Comunicaciones de la naturaleza , ofrece una alternativa más simple y asequible al alto costo y la complejidad de los métodos actuales de nanofabricación de vanguardia, como la escritura por haz de electrones.

    Dirigido por el distinguido profesor y presidente de nanoingeniería Joseph Wang, el equipo desarrolló nanorobots, o nanomotores, que funcionan químicamente, autopropulsado y controlado magnéticamente. Su estudio de prueba de concepto demuestra los primeros nadadores nanorobot capaces de manipular la luz para crear patrones de superficie a nanoescala. La nueva estrategia combina el movimiento controlado con las capacidades únicas de enfoque o bloqueo de la luz de los robots a nanoescala.

    "Todo lo que necesitamos son estos nanorobots autopropulsados ​​y luz ultravioleta, "dijo Jinxing Li, estudiante de doctorado en la Escuela de Ingeniería Jacobs y primer autor. "Trabajan juntos como minions, se mueven y escriben y se controlan fácilmente con un simple imán ".

    Se utilizan métodos de litografía de última generación, como la escritura por haz de electrones, para definir patrones de superficie extremadamente precisos en sustratos utilizados en la fabricación de microelectrónica y dispositivos médicos. Estos patrones forman los sensores en funcionamiento y los componentes electrónicos, como transistores e interruptores, incluidos en los circuitos integrados de hoy. A mediados del siglo XX, el descubrimiento de que los circuitos electrónicos podían modelarse en un pequeño chip de silicio, en lugar de ensamblar componentes independientes en un "circuito discreto mucho más grande, "revolucionó la industria electrónica y puso en marcha la miniaturización de dispositivos a una escala antes impensable".

    Hoy dia, a medida que los científicos inventan dispositivos y máquinas a nanoescala, Existe un nuevo interés en desarrollar tecnologías de fabricación a nanoescala no convencionales para la producción en masa.

    Li tuvo cuidado de señalar que este método de litografía con nanomotor no puede reemplazar completamente la resolución de vanguardia que ofrece un escritor de haz electrónico, por ejemplo. Sin embargo, la tecnología proporciona un marco para la escritura autónoma de nanopatrones a una fracción del costo y la dificultad de estos sistemas más complejos, que es útil para la producción en masa. El equipo de Wang también demostró que varios nanorobots pueden trabajar juntos para crear patrones de superficie paralelos, una tarea que los escritores de rayo electrónico no pueden realizar.

    Una imagen de microscopio de fuerza atómica de un patrón de onda cuadrada escrito por un robot de nanocables en forma de varilla para la fabricación de dispositivos a nanoescala. Crédito:Laboratorio de Nanobioelectrónica, Escuela de Ingeniería UC San Diego Jacobs.

    El equipo desarrolló dos tipos de nanorobots:un nanorobot esférico hecho de sílice que enfoca la luz como una lente de campo cercano, y un nanorobot con forma de varilla hecho de metal que bloquea la luz. Cada uno es autopropulsado por la descomposición catalítica de la solución de combustible de peróxido de hidrógeno. Se generan dos tipos de características:trincheras y crestas. Cuando la superficie fotorresistente se expone a la luz ultravioleta, el nanorobot esférico aprovecha y magnifica la luz, moviéndose para crear un patrón de trinchera, mientras que el nanorobot en forma de varilla bloquea la luz para crear un patrón de cresta.

    "Como microorganismos, nuestros nanorobots pueden controlar con precisión su velocidad y movimiento espacial, y autoorganizarse para lograr objetivos colectivos, " said professor Joe Wang. His group's nanorobots offer great promise for diverse biomedical, environmental and security applications.


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