Tecnologia: Novo método de fabricação de nanoestruturas

Publicado em 14/07/2011

clique para ampliar Imagem: Chih-Hao Chang

A fabricação de materiais tridimensionais nanoestruturados - aqueles que têm formas distintas e estruturas em escalas de alguns bilionésimos de metro - tornou-se uma fértil área de pesquisa, produção de materiais que são úteis para a eletrônica, fotônica, "phononics" e dispositivos biomédicos. Mas os métodos de fazer estes materiais tenham sido limitados na complexidade 3D que pode produzir. Agora, uma equipe do MIT descobriu uma maneira de produzir estruturas mais complexas usando uma combinação de correntes ("top-down" e "bottom-up").

O trabalho é descrito em um artigo publicado em junho na revista Nano Letters, co-autoria de pós doutor Chih-Hao Chang, o Professor de Pesquisa de Cingapura de Ótica e Professor de Engenharia Mecânica George Barbastathis, e seis alunos de pós-graduação do MIT.

Um método para fazer a nanoestrutura tridimensional - tipo "top-down" - é chamado de mudança de fase de litografia, em que uma máscara bidimensional molda a intensidade da luz que brilha em uma camada de material fotossensível (da mesma forma que um negativo fotográfico controla a quantidade de luz que atinge diferentes áreas de uma impressão). O filme é alterado apenas nas áreas atingida pela luz. No entanto, esta abordagem exige máscaras de farbicação muito precisas, que são caros e demorados para fazer.

Outro método - tipo "bottom-up" - é a utilização de montagem de nanopartículas coloidais que se formam em arranjos fechados através de uma determinada energia. Estes podem então ser utilizados como uma máscara para os métodos de deposição física, tais como vapor, deposição ou erosão da superfície, para produzir 2-D das estruturas, assim como um estêncil pode ser usado para controlar onde a tinta atinge uma superfície. Mas este método é lento e limitado porque pode formar defeitos no processo da montagem, embora eles podem ser usados ??para a fabricação de estruturas 3-D, esta é dificultada porque os defeitos se propagam através das camadas.

"Fazemos um pouco de ambos", diz Chang. "Levamos um método químico e adicionamos um sabor de engenharia."

O novo método é um híbrido em que a matriz de montagem é produzido diretamente em um material de substrato, realizando a função de uma máscara para o processo de litografia. As nanopartículas individuais que montam no ato de cada superfície como minúsculas lentes, focalizando o feixe em um padrão de intensidade determinada pela sua disposição na superfície. O método, dizem os autores, "pode ??ser implementado como uma nova técnica para fabricar complexos 3-D nanoestruturas em todos os campos de pesquisa em nanoescala."

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