Automatyczne nanoorigami - po co to komu?
Człowiek był już na Księżycu, niebawem pewnie poleci na Marsa, a od niedawna człowiek potrafi też stworzyć układ, który niczym automatyczne origami samoczynnie składa się, tworząc nanosześcian o ściankach pokrytych złotymi "wzorami"
Czy automatyczne nanoorigami do czegokolwiek się ludzkości przyda? Otóż przyda się, zarówno w medycynie, jak i optoelektronice przyszłości - donosi "Small".
Czasami badania naukowe z perspektywy przypadkowego obserwatora mogą wydawać się kompletnie pozbawione sensu, żeby nie powiedzieć że sprawiają wrażenie totalnego marnowania pieniędzy... Czy tak należy oceniać nowo opracowaną technologię konstrukcji nanoszkatułek pokrytych nanoformami ze złota? - Raczej nie.
Naukowcy z Johns Hopkins University (USA), korzystając z zaawansowanych nanotechnologii, opracowali sposób wytwarzania samoczynnie składających się sześcianów, których powierzchnia przed zamknięciem pokryta została uformowaną odpowiednio warstwą złota. Takie 3. nanostruktury stanowią elementy czynne tzw. metamateriałów, bardziej aktywne od stosowanych do tej pory struktur dwuwymiarowych.
Proces nie należy ani do prostych, ani do tanich, gdyż jak na razie za jednym zamachem można wytworzyć zaledwie kilka wyżej opisanych nanostruktur przestrzennych.
Najpierw na powierzchnię krzemu nanoszona jest warstwa polimetakrylanu, w którym następnie są wycinane za pomocą nowoczesnych technik litograficznych matryce stanowiące formy dla planowanych nanosześcianów (podobnie, jak najpierw rysuje się kształt odpowiednio połączonych sześciu kwadratów na powierzchni papieru, z którego chce się następnie złożyć kartonowy sześcian). Utworzone w ten sposób formy wypełniane są następnie tlenkiem aluminium, po czym całość pokryta zostaje kolejną polimerową warstwą. W polimerze wytrawiane są linie, dokładnie tam, gdzie mają składać się poszczególne boki sześcianu. Ostatecznie, warstwa krzemu jest również wytrawiana za pomocą aktywowanego fluoru. Proces ten jest egzotermiczny, co powoduje podgrzanie tlenku aluminium i uruchomienie automatycznego składania się poszczególnych boków sześcianu o długości 40. oraz grubości kilku nanometrów, w gotową kostkę.
W przeprowadzonych eksperymentach, naukowcy dodali jeszcze jeden etap - przed zamknięciem się sześcianu, na powierzchnię tlenku aluminium nanieśli nanometrycznej wielkości warstwy złota o odpowiednim kształcie, które następnie zostały uwięzione w środku samoczynnie składającego się nanoorigami.
Według autorów odkrycia, takie złożone nanoukłady z pewnością znajdą zastosowanie praktyczne, między innymi jako elementy składowe metamateriału, w optoelektronice oraz medycynie przyszłości. Do tego czasu będą trwać badania, których celem jest pełna automatyzacja procesu produkcji oraz modyfikacja technologii, by ta pozwalała na przemysłową, a tym samym tanią produkcję elementów nanoorigami.
