Diamanter er for evigt:Nyt fundament for nanostrukturer

Enheder mindre end bredden af ​​et menneskehår er nøglen til teknologier til levering af lægemidler, halvledere, og brændstofproduktion. Men de nuværende metoder til fremstilling af disse mikro- og nanostrukturer kan være dyre og spildte.

Forskere ved Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) har fremstillet et nyt glas- og syntetisk diamantfundament, der kan bruges til at skabe minimale mikro- og nanostrukturer. Dette nye underlag er billigt og efterlader minimalt spild, siger forskerne, i en undersøgelse offentliggjort i Diamant og beslægtede materialer .

"Vi har brugt de sidste par årtier på at smide plast, "sagde Stoffel Janssens, den første forfatter til undersøgelsen, og medlem af OIST's Mathematics, Mekanik, og Materialenhed. "Med bæredygtige materialer som diamant og glas, vi minimerer negative miljøpåvirkninger. "

Bygger en nanostruktur

De nuværende processer på plads til fremstilling af mikro- og nanodelenheder kan være dyre og ineffektive. Syntetisk diamant, som har samme kemiske struktur som naturlig diamant, er modstandsdygtig, billige og bæredygtige, og glas er alsidigt og elektrisk isolerende; teknologier, der kombinerer de to, er lovende.

Forskerne lavede deres fundament ved hjælp af glasetsning, en proces, der er afhængig af syre for at reducere en glasplade til en tykkelse på 50 mikrometer (cirka længden af ​​en typisk celle i menneskekroppen). Janssens og hans samarbejdspartnere, Professor Eliot Fried, David Vázquez-Cortés, Alessandro Giussani, og James Kwiecinski, brugte en laser til at bore hulrum, cirka 40 mikrometer i diameter og dybde, ind i den ene side af glaspladen.

Næste, forskerne voksede en 175 nanometer tyk nanokrystallinsk diamantfilm på den anden side af glasset og omdannede de borede hulrum til små kanaler forseglet med suspenderet diamant. Kombination af diamant og glas skaber en gennemsigtig struktur, hvor forskere kan vokse og visualisere levende celler.

"Under denne fremstillingsproces, glasset kan let blive groft og uigennemsigtigt, "sagde Janssens." Der er så mange små ting, der kan gå galt; vi lavede mange justeringer for at optimere vores proces. "

Bevæger sig fremad, Janssens håber at skabe porøse diamantfilm, der er skræddersyet til at levere specifikke lægemidler. Forskerne har indgivet patent på det nye fundament og undersøger dets kommercielle potentiale.

"Denne form for forskning kan kun foretages gennem den kombinerede indsats fra forskere med forskellige baggrunde, "sagde Fried." Tværfagligheden i OIST og dets samarbejdsmiljø gjorde vores arbejde muligt. "