Disse helt rett skyttergravene ble gravd av molekyler av gull. Under akkurat den rette betingelser, gull vil fungere som en mini-snøfreser. Det vil lirke molekyler ut av et materiale, puff bort sedimenter, og deretter gå videre til den neste. En dag, vi kan bruke dette til å gjøre hele labs på en chip.
Forskere ved National Institute of Standards and Technology (NIST) og IBM prøvde å lage gull-legering nanotråder ved å legge ned gull partikkel på indium phosphide. Men vannet fortsatte å komme inn i deres eksperiment, og hindrer dannelsen av svært nanotråder de prøvde så hardt for å konstruere. En nærmere titt under et scanning elektronmikroskop viste lang vanlig riller i indium fosfat. Hvordan kunne det skje? Forskerne fant at gull molekyler selv var graving riller — en prosess som er beskrevet i en artikkel publisert i dag i Nano Letters.
Prosessen starter når gull og indium phosphide danner en legering. Når det er oppvarmet, gull-legering brytes opp i små partikler. Når vann kommer inn i systemet, legering dekker seg i en tynn film av vannmolekyler. Vann molekyler, spesielt oksygen inne i dem, kan samhandle med indium phosphide. Denne prosessen starter på ca 300 grader Celsius, på hvilket tidspunkt gull-legering partikkel graver en liten grop for seg selv i indium phosphide.
Når varmen treffer 440 grader, gropen er ikke nok. Den oksidert fosfor og indium fordampe, og den store gull-legering partikkel beveger seg videre til den neste delen av indium phosphide. Dette, i sin tur, også blir oksidert og fordamper.
Det er grenser for prosessen. Vann har til å bli introdusert til rett tid, etter at materialet har allerede vært oppvarmet. Groove-graving oppstår bare når partikkelen er under 100 nanometer. Tykkere partikler grave mer langsomt enn tynnere de. Det er også belegg for at forskningen team kan bruke for å bremse eller stoppe veksten, hvis det er ønskelig.
Sponset
En dag, ingeniører kan bruke partikkelstørrelse, vann innføring tid, og belegg for å etch presise mønstre på halvledere. Forskerne håper at dette kanskje en dag vil bidra til å “multifunksjonelle heterogene nanosystems”—med andre ord, små brikker som har mange forskjellige bruksområder. Vi kan bruke disse spesialdesignet chips til å analysere flere aspekter av en blodprøve, skanne DNA fra en enkelt celle, for problemet sekvenser, eller forutsi genetiske uttrykket i planter.
[Kilder: Nano Letters, NIST pressemelding]
Bilder: NIST/Nikoobakht