Önépítő nanoszerkezetek<br/>

Princetoni kutatók a korábbiaknál olcsóbb és sokoldalúbb eljárást fedeztek fel nanoméretű műanyagszerkezetek előállítására. A máris szabadalmaztatott módszerrel - amelynek elméleti alapjai még feltáratlanok - számítógépes chipek és kijelzők új nemzedékei, vagy DNS-molekulákat szétválogató szűrők állíthatók elő.

Stephen Chou professzor és tanítványa, Larry Zhuang a véletlennek köszönhetik a felfedezést. A korábban szintén Chou által kidolgozott eljárással, az úgynevezett lenyomat (vagy bélyegző) technológiával dolgoztak éppen, amelyben a nanoszerkezetet úgy hozzák létre, hogy egy mintázatot (maszkot) nyomnak lágy műanyag-polimerbe. Nos, az egyik ilyen esetben némi por került a sablon és a polimer közé, amely megakadályozta az érintkezést. Mégis, amikor polimert utóbb megvizsgálták, meglepődve tapasztalták, hogy annak felületén parányi (mintegy fél mikron széles és magas) oszlopokból álló, tökéletesen rendezett mintázat alakult ki. Vagyis szükségtelen a maszkot belenyomni a műanyagba, elég csak közel vinni hozzá, s a szerkezet magától kialakul! Chou az új eljárásnak a LISA (Lithographically Induced Self Assembly, azaz litografikusan indukált önépítés) nevet adta.

A módszer számos területen felhasználható. Például lapos képernyőkhöz nagyobb felbontású szerves alapanyagú fénykijelzők készíthetők, amelyekben minden pixelhez (képponthoz) kisebb pontok sokasága tartozik. Ez növeli az élettartamot és a színfelbontást is, miközben a gyártás egyszerűbbé és olcsóbbá válik.

Hosszabb távon megvalósuló, ám nagyobb jelentőségű lehet a LISA alkalmazása az egyre zsugorodó méretű elektronikus áramkörök előállításában, amennyiben megoldhatja a vezetékek csatlakoztatásának problémáját. "Előbb a vezetékeket kell elhelyezni, s utána a LISA kiépíti köztük a kívánt szerkezeteket - magyarázta Chou, aki szerint a módszerrel olyan "sziták" is készíthetők a biofizikusok számára, amelyekkel olcsón és egyszerűen válogathatják szét például a DNS-molekulákat.

A LISA sokkal alkalmasabb tömeggyártásra is, mint a lassúbb és drágább fotolitográfia. Igaz, ma még nem állíthatók elő vele nanoméretű szerkezetek, de ez megoldható feladat. Chou elképzelése szerint először egy viszonylag nagyobb méretű maszkkal apró pillérek rendszerét állítják elő, majd ezt új maszknak használva még kisebbeket, és így tovább, míg csak a kívánt méretet el nem érik. Ráadásul további előny, hogy az előzetes kísérletek szerint az új módszer a korábbi eljárásoktól eltérően nem csupán polimereknél, hanem az anyagok széles körében, például fémeknél is alkalmazható.

Mindeközben Chou nem tagadja, hogy egyelőre fogalmuk sincs, milyen fizikai folyamatok állnak a jelenség mögött. Általánosságban úgy véli, a maszk elektrosztatikus vonzása és a lágy polimer hidrodinamikai instabilitásai közti kölcsönhatás mindenképpen szerepet játszik a nanoszerkezet kialakításában, a magyarázat elméleti megalapozása azonban még hátravan. Ám ezen cseppet sem kell csodálkozni, hiszen eddig ismeretlen, feltáratlan területről van szó, ahol természetszerűleg számos új kérdés vetődik fel.

(Élet és Tudomány)

Ajánló:

Talán a legjobb és leggazdagabb induló oldal a nanotechnológia témakörében.

Korábban: