La fabricación de muchos objetos, máquinas, y los dispositivos que nos rodean se basan en la deformación controlada de los metales mediante procesos industriales como el doblado, cizallamiento, y estampación. ¿Es esta tecnología transferible a nanoescala? ¿Podemos construir dispositivos y máquinas igualmente complejos con dimensiones muy pequeñas?

Científicos de la Universidad Aalto en Finlandia y la Universidad de Washington en los EE. UU. Acaban de demostrar que esto es posible. Al combinar el procesamiento de iones y la nanolitografía, han logrado crear estructuras tridimensionales complejas a nanoescala.

El descubrimiento se deriva de una búsqueda para comprender el plegado irregular de películas delgadas metálicas después de ser procesadas por grabado con iones reactivos.

"Estábamos desconcertados por las fuertes curvaturas dependientes del ancho en las tiras metálicas. Por lo general, los metales bicapa tensados ​​inicialmente no se enrollan de esta manera, "explica Khattiya Chalapat de la Universidad de Aalto.

El rompecabezas comenzó a desmoronarse cuando Chalapat se dio cuenta, junto con el Dr. Hua Jiang, que el pico de Ti estaba ausente de los espectros EDX de las bicapas de Ti / Al plegadas.

Experimentos adicionales en el O.V. El laboratorio Lounasmaa confirmó que las tiras se doblan hacia arriba con fuertes curvaturas dependientes del ancho si la capa inferior de las tiras se vuelve más reactiva a los iones que la superficie superior.

En naturaleza, efectos geométricos similares tienen lugar en la autoorganización directamente observable al ojo humano. Cuando florecen las flores de diente de león, se puede intentar cortar el tallo de la flor en pequeñas tiras; ponlos en agua, y las tiras se doblarán con curvaturas observables dependientes del ancho debido a las diferencias en la absorción de agua entre las partes interior y exterior del tallo.

"Nuestra idea era encontrar una manera de adaptar estos procesos naturales a la nanofabricación. Esto nos llevó a un hallazgo incidental de que un haz de iones enfocado puede inducir localmente la flexión con resolución a nanoescala".

La tecnología tiene varias aplicaciones en la fabricación de dispositivos a nanoescala. Las estructuras son sorprendentemente resistentes:el equipo las encontró bastante resistentes y robustas en una variedad de condiciones adversas. como descargas electrostáticas y calentamiento.

"Debido a que las estructuras son tan pequeñas, el acoplamiento y la magnitud de las fuerzas típicas a nanoescala que actúan sobre ellos serían proporcionalmente pequeños, "recuerda Docent Sorin Paraoanu, el líder del grupo de investigación Kvantti, Universidad de Aalto.

"En cuanto a las aplicaciones, hemos demostrado hasta ahora que estas estructuras pueden capturar y retener partículas con dimensiones del orden de un micrómetro. Sin embargo, Creemos que solo estamos rascando la punta del iceberg:aún no se ha llegado a una teoría completa de los procesos de autoensamblaje asistidos por iones, "señala Paraoanu.

La investigación se ha publicado recientemente en la edición Early View de Materiales avanzados .