Team skaber ny teknologi til komplekse mikrostrukturer til brug i sensorer, andre apps

(Phys.org) -- University of Maryland kemiprofessor John Fourkas og hans forskningsgruppe har udviklet nye materialer og nanofremstillingsteknikker til at bygge miniaturiserede versioner af komponenter, der er nødvendige til medicinsk diagnostik, sensorer og andre applikationer. Disse miniaturiserede komponenter - mange umulige at lave med konventionelle teknikker - ville give mulighed for hurtig analyse til lavere omkostninger og med små prøvevolumener.

Fourkas og hans team har skabt materialer, der tillader samtidig 3D-manipulation af mikroskopiske objekter ved hjælp af en optisk pincet og en unik punkt-for-punkt metode til litografi (processen med at bruge lys til at ætse silicium eller andre substrater til at skabe chips og andre elektroniske komponenter) . Som de rapporterer i en forskningsartikel offentliggjort i augustnummeret af Kemisk Videnskab , kombinationen af ​​disse teknikker giver dem mulighed for at samle komplekse 3D-strukturer fra flere mikroskopiske komponenter.

Dette arbejde bygger på tidligere gennembrud af Fourkas og hans team i brugen af ​​synligt lys til at lave små strukturer til applikationer såsom optisk kommunikation, kontrol af celleadfærd og fremstilling af integrerede kredsløb.

"Disse materialer har åbnet døren til en række nye teknikker til mikro- og nanofabrikation, " siger Fourkas. "For eksempel, vi har været i stand til at udføre fletning og vævning med tråde, der har en diameter, der er mere end 100 gange mindre end et menneskehår." I avisen, Fourkas og hans gruppe viser også 3D-strukturer sammensat af glasmikrosfærer, en mikroskopisk tøjlestang, og et mikroskopisk nåleøje, der er blevet trådet.

"Et af de spændende aspekter ved dette sæt af teknikker er, at det er kompatibelt med en lang række materialer. F.eks. vi kan væve tråde med helt forskellige sammensætninger sammen for at skabe funktionelle mikrostoffer eller bygge mikroskopiske enheder 'mursten for mursten med byggeklodser, der har forskellige kemiske eller fysiske egenskaber."

Ud over at muliggøre teknologier til fremstilling af mikroskopiske analytiske og diagnostiske enheder, Fourkas forudser, at disse teknikker er værdifulde i undersøgelsen og kontrollen af ​​individuelle cellers og cellegruppers adfærd.

Samtidig mikroskala optisk manipulation, fremstilling og immobilisering i vandige medier blev forfattet af Farah Dawood, Sijia Qin, Linjie Li, Emily Y. Lin og John T. Fourkas.