Un equipo francés de nanorobótica del Instituto Femto-ST en Besançon, Francia, montó un nuevo sistema de microrrobótica que amplía las fronteras de las nanotecnologías ópticas. Combinando varias tecnologías existentes, la nanofábrica μRobotex construye microestructuras en una gran cámara de vacío y fija componentes en puntas de fibra óptica con precisión nanométrica. La construcción de la microcasa, reportado en el Revista de ciencia y tecnología del vacío A , demuestra cómo los investigadores pueden hacer avanzar las tecnologías de detección óptica cuando manipulan pistolas de iones, haces de electrones y pilotaje robótico finamente controlado.

Hasta ahora, Las tecnologías de laboratorio en fibra no tenían actuadores robóticos para nanoensamblaje, por lo que trabajar a esta escala impidió que los ingenieros construyeran microestructuras. Esta innovación permite instalar elementos sensores miniaturizados en puntas de fibra para que los ingenieros puedan ver y manipular diferentes componentes. Con este avance, Se pueden insertar fibras ópticas tan delgadas como el cabello humano en lugares inaccesibles como motores a reacción y vasos sanguíneos para detectar niveles de radiación o moléculas virales.

"Por primera vez pudimos realizar patrones y ensamblajes con menos de 2 nanómetros de precisión, que es un resultado muy importante para la comunidad robótica y óptica, "dijo Jean-Yves Rauch, un autor en el papel.

Los ingenieros franceses combinaron todos los componentes tecnológicos para el nanoensamblaje:un haz de iones enfocado, un sistema de inyección de gas y un pequeño robot maniobrable, en una cámara de vacío, e instalé un microscopio para ver el proceso de ensamblaje. "Decidimos construir la microcasa en la fibra para demostrar que podemos realizar estos conjuntos de microsistemas en la parte superior de una fibra óptica con alta precisión, "Dijo Rauch.

Construir una microcasa es como hacer un dado gigante con un trozo de papel, pero el nanoensamblaje requiere herramientas más sofisticadas. El haz de iones enfocado se usa como tijeras para cortar o marcar el "papel" de la membrana de sílice de la casa. Una vez que las paredes se pliegan en su posición, se selecciona un ajuste de potencia más bajo en la pistola de iones, y el sistema de inyección de gas pega los bordes de la estructura en su lugar. El haz de iones de baja potencia y la inyección de gas luego chisporrotean suavemente un patrón de mosaico en el techo, un detalle que enfatiza la precisión y flexibilidad del sistema.

En este proceso, la pistola de iones tuvo que enfocarse en un área de solo 300 micrómetros por 300 micrómetros para disparar iones sobre la punta de la fibra y la membrana de sílice. "Es muy difícil pilotar el robot con alta precisión en este punto de cruce entre los dos haces, ", Dijo Rauch. Explicó que dos ingenieros trabajaron en varias computadoras para controlar el proceso. Muchos pasos ya están automatizados, pero en el futuro, el equipo espera automatizar todas las etapas robóticas de ensamblaje.

Ahora, utilizando el sistema μRobotex, Estos ingenieros están construyendo microestructuras funcionalizadas para detectar moléculas específicas uniendo sus microestructuras a fibras ópticas. El equipo de nanorobótica espera ampliar aún más los límites de la tecnología, construyendo estructuras más pequeñas y fijándolas en nanotubos de carbono, sólo de 20 nanómetros a 100 nanómetros de diámetro.