Se puede usar un simple hoyo circular o hexagonal escrito en silicio para generar espirales de polímero autoensamblables gracias a la adición de una pequeña muesca en la plantilla, informan a los científicos en el número de lanzamiento de Nano Futuros .

Y lo que es más, La modificación de la forma de la muesca permite a los usuarios marcar la dirección de la espiral para generar patrones para diestros o zurdos. e incluso crear espirales dobles.

Los sustratos con nano y micro patrones abren la puerta a una variedad de aplicaciones, desde detección química hasta almacenamiento de datos, pero las formas complejas a veces pueden ser difíciles de generar rápidamente, y en grandes cantidades. Una forma de evitar esto es utilizar materiales; en este caso, Películas delgadas de copolímero dibloque, que pueden autoensamblarse o reorganizarse en respuesta a plantillas fáciles de hacer, como hoyos circulares o con muescas.

"La muesca rompe la simetría dando control sobre la dirección de la espiral, "explicó Caroline Ross del Instituto de Tecnología de Massachusetts, NOSOTROS, quien dirigió un esfuerzo en equipo que involucró a colegas en el campus, así como a científicos con sede en Corea y Singapur.

Comprender cómo programar la dirección de la espiral es importante, ya que la función podría usarse para transmitir 'destreza' (quiralidad) en un dispositivo analítico, por ejemplo, para configurar sustratos que son sensibles a arreglos quirales como el ADN, aminoácidos y proteínas.

En el estudio, el grupo, que incluye a los investigadores Hong Kyoon Choi, Jae-Byum Chang, Adam Hannon, Joel Yang, Karl Berggren y Alfredo Alexander-Katz, utilizaron un modelo matemático para reproducir las morfologías curvas observadas en sus experimentos.

"Queríamos comprender la formación de espirales con más detalle, qué controla su quiralidad, y la competencia entre espirales versus anillos concéntricos, "añadió Ross.

Sin la muesca, depositar polímero en pozos circulares (con un diámetro interior de 350 nm) produjo un conjunto de cuatro anillos concéntricos en cada una de las plantillas en miniatura. Pero con la función, en su lugar, se establecieron patrones en espiral.

Las simulaciones permitieron al equipo explorar cómo la geometría de confinamiento conduce a la formación de tales microdominios en forma de anillo o en espiral. En el trabajo, los investigadores señalan que una disposición en espiral evita los costos energéticos asociados con la tensión en los anillos concéntricos (que se distorsionarían debido a la presencia de la muesca).

Un análisis adicional realizado por el equipo identificó el efecto de hacer la muesca más delgada o más ancha y también lo que sucede cuando se utilizan pozos no circulares.

Los detalles completos se pueden encontrar en la revista. Nano Futuros - un nuevo título que publica investigación fundamental y aplicada a la vanguardia de la nanociencia y la innovación tecnológica.