Deze perfect rechte loopgraven werden gegraven door moleculen van goud. Onder de juiste omstandigheden, goud fungeert als een mini-sneeuwruimer. Het zal wrikken moleculen uit een materiaal, bladerdeeg weg de detritus, en klik vervolgens op verplaatsen naar de volgende. Op een dag, kunnen we gebruik maken van dit hele labs on a chip.
Wetenschappers van het National Institute of Standards and Technology (NIST) en IBM waren proberen te maken van de goud-legering nanodraadjes door de vaststelling van goud deeltje op indium phosphide. Maar het water bleef krijgen in hun experiment, en het voorkomen van de vorming van de zeer nanodraadjes ze zo hard bezig waren om te bouwen. Een kijkje onder een scanning electron microscoop toonde lange regelmatige groeven in de indium fosfaat. Hoe kon dat gebeuren? De onderzoekers ontdekten dat de goud moleculen zelf waren het graven van de sleuven is een proces dat beschreven in een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Nano Letters.
Het proces begint wanneer de goud en indium phosphide vorm van een legering. Na het verwarmde, het goud legering breekt in kleine deeltjes. Als water in het systeem, de legering dekt zich in een dunne film van water moleculen. Water moleculen, in het bijzonder de zuurstof binnen in hen, kunnen communiceren met de indium phosphide. Dit proces begint op ongeveer 300 graden Celsius, op welk punt de goud-legering deeltje graaft een beetje pit voor zichzelf in de indium phosphide.
Wanneer slaat de hitte 440 graden, de pit is niet voldoende. De geoxideerde fosfor en de indium verdampen, en de grote gouden legering deeltje beweegt op naar het volgende deeltje indium phosphide. Dit, op zijn beurt, ook wordt geoxideerd en verdampt.
Er zijn grenzen aan het proces. Water moet worden ingevoerd op het juiste moment, nadat het materiaal reeds verwarmd. Groef-graven treedt alleen op wanneer de deeltjes kleiner dan 100 nanometer. Dikker deeltjes graven langzamer dan de dunnere exemplaren. Er zijn ook coatings die het onderzoeksteam kan de betaling te vertragen of te stoppen met de groei, indien gewenst.
Gesponsord
Op een dag, engineers kunnen gebruik maken van de deeltjesgrootte, water inleiding tijd en coatings etsen patronen op halfgeleiders. De wetenschappers hopen dat dit misschien op een dag bijdragen aan de “multifunctionele heterogene nanosystems”—met andere woorden, kleine chips die een groot aantal verschillende toepassingen. We kunnen gebruik maken van deze speciaal ontworpen chips analyseren van meerdere aspecten van een bloedmonster, het scannen van het DNA van een enkele cel voor het probleem sequenties, of voor het voorspellen van genetische expressie in planten.
[Bronnen: Nano Letters, NIST persbericht]
Afbeeldingen: NIST/Nikoobakht