Student World

***tisková zpráva společnosti IBM

Vědci společnosti IBM ve spolupráci s vědci univerzity ETH Curych demonstrovali novou, účinnou a přesnou techniku tisku v měřítku pouhých nanometrů.

Metoda, která umožňuje vědcům umístit jednotlivé částice přesně tam, kde je chtějí mít, by mohla posunout dál vývoj nanometrických biosenzorů, neskutečně drobných čoček, jež budou schopny ohýbat světlo uvnitř budoucích optických čipů, a výrobu nanovodičů, jež pravděpodobně budou základem počítačových čipů budoucnosti.

Přestože ještě několik let potrvá, než se nová technika začne šířeji používat, je příslibem praktických aplikací mimo laboratorní podmínky. Mohla by vést k vytvoření technik masové výroby nanostruktur uvnitř čipů a dalších zařízení, jež by byly účinnější a levnější než současné metody.

"Tato metoda otevírá nové způsoby, jak přesně a účinně umístit různé druhy nanometrických částic na různé povrchy, což je předpokladem využití jedinečných vlastností takových nanometrických částic a také jejich ekonomicky výhodného použití," vysvětluje Heiko Wolf, který se ve výzkumné laboratoři IBM v Curychu zabývá výzkumem nanometrických vzorců.

Úspěch, publikovaný v zářijovém čísle časopisu Nature Nanotechnology, představuje slibný a účinný nový nástroj, který se může uplatnit v nejrůznějších oblastech a odvětvích včetně biomedicíny, elektroniky a IT, jež hledají způsoby, jak využít výjimečné vlastnosti takzvaných nanočástic. Ty jsou definovány jako částice menší než 100 nanometrů.

Dosud používané standardní techniky mikrovýroby vytvářejí tak drobné částice jejich vyřezáváním z většího kusu materiálu. Naproti tomu tisk přidává připravené nanočástice na povrch velmi efektivním způsobem a umožňuje v jediném procesu kombinovat různé materiály, například kovy, polymery, polovodiče a oxidy.

Vědcům se poprvé podařilo vytisknout částice o velikosti 60 nanometrů – zhruba stokrát menší než lidská červená krvinka – s rozlišením jednotlivých částic, které umožňuje vytvářet nanometrické vzorce od jednoduchých čar až po složitá uspořádání. Přeloží-li se rozlišení těchto částic na tradiční tiskový pojem "počet bodů na palec," tedy standardní jednotku „dpi“, jež definuje počet jednotlivých bodů inkoustu vytištěných na určité ploše, dosahuje metoda nanotisku rozlišení 100 000 dpi. V současnosti běžně používaný ofsetový tisk má rozlišení 1 500 dpi.

Aby prokázali účinnost a všestrannost své metody, rozhodli se vědci vytisknout obraz slunce od Roberta Fludda ze 17. století, alchymistický symbol zlata. Poměrně příhodně jej vytiskli ze zhruba 20 000 částeček zlata, z nichž každá má průměr 60 nanometrů. Použitá metoda tisku přesně umístila jednu částici na bod a vytvořila tak nejmenší výtvarné dílo, které kdy bylo vytištěno z jednotlivých pigmentových částic.

Možnosti uplatnění nanotisku

Například v biomedicíně by se tento tiskový proces mohl uplatnit při tisku velkých polí biofunkčních elementů, které dokážou detekovat a identifikovat určité buňky nebo příznaky v lidském těle. Příkladem jejich použití může být rychlý screening výskytu rakovinotvorných buněk nebo příznaků infarktu. Pravidelná pole funkčních elementů, jež budou součástí nových diagnostických zařízení, by mohla umožnit rychlé a automatické čtení, pro které stačí jen velmi nepatrné vzorky.

Nanočástice jsou také schopny interakce se světlem. Pomocí nové metody je možné tisknout optické materiály s novými vlastnostmi, například pro použití v optoelektronických zařízeních. Její pomocí lze vytvářet takzvané "metamateriály," v nichž jsou tištěné struktury tak malé jako vlnová délka světla, a proto se chovají jako jediná čočka s neobvyklými vlastnostmi.

Metoda vypadá slibně i pro výrobu polovodičů. V jednom experimentu dosáhli vědci kontrolovaného umístění částeček katalytických semen pro růst polovodičových nanovláken. Takové nanovodiče jsou slibnými kandidáty pro budoucí tranzistory v mikročipech.

autor