Pazartesi, Şubat 26, 2024
Ana Sayfa Kimya Karmaşık, 2B ve 3B desenler yazdırıldı

Karmaşık, 2B ve 3B desenler yazdırıldı

Karmaşık, 2B ve 3B desenler yazdırıldı
Karmaşık, 2B ve 3B desenler yazdırıldı

Carnegie Mellon Üniversitesi’nden Yongxin (Leon) Zhao ve Çin Hong Kong Üniversitesi’nden Shih-Chi Chen’in nanocihazların üretimi için büyük bir fikirleri var.

Zhao’nun Biyofotonik Laboratuvarı, hücreler ve dokulardaki biyolojik ve patolojik süreçleri incelemek için yeni teknikler geliştiriyor. Laboratuvar, genleşme mikroskobu adı verilen bir süreç aracılığıyla, bir hidrojele gömülü mikroskobik örnekleri orantılı olarak büyütmek için teknikleri ilerletmek için çalışıyor ve araştırmacıların mikroskoplarını yükseltmeden ince ayrıntıları görebilmelerine olanak tanıyor.

2019’da, Carnegie Mellon’u davetli konuşmacı olarak ziyaret eden ve Çin Hong Kong Üniversitesi Makine ve Otomasyon Mühendisliği Bölümü’nde profesör olan Shih-Chi Chen ile ilham verici bir sohbet, iki araştırmacı arasında bir işbirliğini ateşledi. Mikro fabrikasyonda uzun süredir devam eden zorluklara yeni çözümler bulmak için birleşik uzmanlıklarını kullanabileceklerini düşündüler: yazdırılabilir nanocihazların boyutunu 10 saniye nanometre veya birkaç atom kalınlığına kadar küçültmenin yollarını geliştirmek.

Çözümleri, genişleme mikroskobunun tersidir: hidrojelde bir malzemenin 3B modelini oluşturun ve nano ölçekli çözünürlük için küçültün.

Eberly Ailesi Kariyer Gelişimi Biyolojik Bilimler Doçenti Zhao, “Shih-Chi, ultra hızlı iki fotonlu litografi sistemini icat etmesiyle tanınır” dedi. “Carnegie Mellon’ı ziyareti sırasında tanıştık ve bu radikal fikri takip etmek için tekniklerimizi ve uzmanlığımızı birleştirmeye karar verdik.”

İşbirliğinin sonuçları, sofistike nanocihazlar tasarlamak için yeni kapılar açıyor ve dergide yayınlanıyor.

Geleneksel 3D nano ölçekli yazıcılar, malzemeleri seri olarak işlemek için bir lazer noktasına odaklanırken ve bir tasarımın tamamlanması uzun zaman alırken, Chen’in icadı, desenli ışık levhaları oluşturmak için lazerin darbe genişliğini değiştirerek yüzbinlerce piksel içeren bütün bir görüntüye izin verir ( vokseller) eksenel çözünürlükten ödün vermeden bir kerede basılacak.

Üretim tekniğine femtosaniye projesi iki fotonlu litografi veya FP-TPL denir. Yöntem, önceki nanobaskı tekniklerinden 1000 kata kadar daha hızlıdır ve biyoteknoloji, fotonik veya nanocihazlarda kullanım için uygun maliyetli büyük ölçekli nanobaskıya yol açabilir.

Süreç için araştırmacılar, femtosaniye iki fotonlu lazeri hidrojelin ağ yapısını ve gözenek boyutunu değiştirmeye yönlendirecek ve bu da daha sonra suda dağılabilen malzemeler için sınırlar oluşturacaktır. Hidrojel daha sonra metal nanoparçacıkları, alaşımlar, elmas, moleküler kristaller, polimerler veya dolma kalem mürekkebi içeren suya daldırılır.

Zhao, “Tesadüf eseri, denediğimiz nanomalzemelerin tümü otomatik olarak hidrojeldeki basılı desene çekildi ve güzel bir şekilde birleştirildi” dedi. “Jel büzülüp kurudukça, malzemeler daha da yoğun bir şekilde paketlenir ve birbirine bağlanır.”

Örneğin, baskılı bir hidrojel bir gümüş nanopartikül çözeltisine yerleştirilirse, gümüş nanopartiküller lazer baskılı desen boyunca jele kendiliğinden birleşir. Zhao, jel kurudukça orijinal boyutunun 13 katına kadar küçülebilir ve gümüşü bir nano gümüş tel oluşturacak ve elektriği iletecek kadar yoğun hale getirebilir.

Jeller üç boyutlu olduğu için baskılı desenler de olabilir.

Tekniğin şifreli optik depolama için kullanımının bir gösterimi olarak – CD’lerin ve DVD’lerin bir lazerle nasıl yazıldığı ve okunduğu gibi – ekip, optik olarak şifresi çözüldükten sonra “BİLİM” yazan yedi katmanlı bir 3D nano yapı tasarladı ve inşa etti.

Her katman 200×200 piksellik bir harf hologramı içeriyordu. Numuneyi küçülttükten sonra, tüm yapı optik mikroskop altında yarı saydam bir dikdörtgen olarak görünür. Bilgileri okumak için örneğin ne kadar genişletileceği ve nereden ışık tutulacağı konusunda doğru bilgiye ihtiyaç duyulacaktır.

“Sonucumuza göre, teknik 5 petabit değerindeki bilgiyi küçücük bir santimetreküp uzaya paketleyebiliyor. Bu, tüm ABD akademik araştırma kütüphanelerinin kabaca 2,5 katı.” dedi.

Zhao, gelecekte araştırmacıların hedefinin birden çok malzemeyle işlevsel nanocihazlar oluşturmak olduğunu söyledi.

Zhao, “Sonunda, nanodevreler, nanobiyosensörler ve hatta farklı uygulamalar için nanorobotlar gibi fonksiyonel nanocihazları imal etmek için yeni teknolojiyi kullanmak istiyoruz.” Dedi. “Sadece hayal gücümüzle sınırlıyız.”

Zhao ve Chen’e ek olarak, Bilim “Ultra Hızlı Lazer Modelleme ve Kinetik Olarak Düzenlenmiş Malzeme Montajı Yoluyla 3D Nanofabrikasyon” başlıklı makale, Hong Kong Çin Üniversitesi’nin tamamından Fei Han, Songyun Gu, Ni Zhao ve Carnegie Mellon’dan Aleks Klimas’ı içermektedir.

BENZER KONULAR

Salyangozdan ilham alan robot okyanus mikroplastiklerini toplayabilir

Küçük ve yavaş bir salyangozdan ilham alan bilim insanları, bir gün okyanusların, denizlerin ve göllerin yüzeyinden mikroplastikleri toplayabilecek bir robot prototipi geliştirdiler. Robotun tasarımı, su...

Kimyasal Kendiliğinden Montajı Ne Kadar İlerletebiliriz?

Kimyasal Kendiliğinden Montajı Ne Kadar İlerletebiliriz? Günümüzde çoğu fizik bilimci doğanın gizemlerini açığa çıkarmaya odaklanıyor; kimyagerler bir şeyler inşa eder. En azından şimdilik sentetik astronomi...

Kimyacılar ilaç keşif kimyasında çığır açıyor

Yıllardır yeni farmasötik ilaçlar yaratmak için çalışan insanlara ne istediklerini sorsanız, listelerinin başında bir moleküldeki karbon atomunu nitrojen atomuyla kolayca değiştirmenin bir yolu olurdu. Ancak...
- Advertisment -

Son Eklenenler

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Hücresel atık yönetimi ve yaşlanmada otofaji genlerinin yeni rolleri

Yaşla birlikte azalan otofaji, araştırmacıların daha önce şüphelendiğinden daha fazla gizemi barındırıyor olabilir. Buck Enstitüsü, Sanford Burnham Prebys ve Rutgers Üniversitesi'nden bilim adamlarının, yanlış...

Antibiyotik Direnci Araştırmalarında Oyunun Kurallarını Değiştirecek Bir Şey

Antibiyotiğe dirençli bakterilerle mücadeledeki potansiyeli nedeniyle incelenen bir bakteriyofaj olan φX174, alternatif antibiyotiklerin geliştirilmesine yönelik yeni bilgiler sunuyor. yaşında COVID-19kelime "virüs” bulaşma, hastalık ve hatta...