蛋盒式圖案可將帶電納米粒子固定在適當(dāng)?shù)奈恢眠m用于廣泛的應(yīng)用
密歇根大學(xué)和首爾國立科技大學(xué)的研究人員設(shè)計了一種新方法來制造需要精確尺寸和定位的微米和納米級粒子的設(shè)備。該技術(shù)適用于各種微米和納米級物體的組裝，并且可用于電子設(shè)備和生物應(yīng)用。
“在微觀和納米尺度上調(diào)節(jié)事物非常困難。你想讓粒子坐在那里，但他們不會，”項目負責(zé)人兼電氣工程和計算機科學(xué)教授杰杰說。“我們找到了一種對大量粒子進行分類和定位的方法，而且我們可以以非?？蓴U展的方式進行。”
有了這種能力，工程師將能夠更有效地制造和組裝光子晶體、過濾設(shè)備和生物分析，創(chuàng)建更靈敏的傳感設(shè)備等等。
郭一直在納米制造領(lǐng)域工作了幾十年，從他的卷對卷納米壓印光刻開始。由于其相對簡單和速度，他轉(zhuǎn)而采用目前僅依賴切片硅晶片的納米圖案化方法。
新方法增加了電荷，這似乎使一切不同。
創(chuàng)建微流體設(shè)備
這項研究的目標(biāo)是最終得到一層有序且大小相同的微米或納米粒子，可以將其集成到具有高密度陣列的設(shè)備中。當(dāng)前用于執(zhí)行此操作的方法往往是乏味的，同時需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)?；蛘撸鼈冏钸m用于 10 到 100 微米的顆粒，這使得亞微米顆粒的分離和分選成為一項長期挑戰(zhàn)。
郭和他的國際研究團隊，包括以前的學(xué)生 Jong G. Ok 教授，組裝了一個微流體裝置，使用一種可擴展且成本相對較低的方法實現(xiàn)了他們的預(yù)期目標(biāo)。Ok 的團隊一直在他的韓國研究所繼續(xù)推動刻字技術(shù)。
該設(shè)備的核心是一個專門設(shè)計的基板，它以有序的方式捕獲特定尺寸的顆粒。為此，研究人員首先通過一種稱為動態(tài)納米刻印 (DNI) 的圖案化技術(shù)，在聚碳酸酯基材上制造出納米空隙形狀的壓痕。所得納米空隙的尺寸都相同。
然后將基材涂上 Al2O3，并在浸入鹽溶液后帶上正電荷。
圖 1 顯示了測試設(shè)置，它允許亞微米大小的流體粒子進入系統(tǒng)并在離開之前流過基板。這些顆粒帶負電以增加它們對基材中帶正電的納米空隙的吸引力。他們還被賦予了熒光標(biāo)記以便于檢測。
可能預(yù)計大多數(shù)粒子會簡單地落到流體底部并停留在基板上，但事實并非如此。
相反，只有特定尺寸的那些位于納米空隙中。三種不同尺寸的粒子被注入系統(tǒng)：200nm、500nm 和 1,000nm(或 1
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