Французская команда инженеров Института Femto-ST в Безансоне (Франция) изобрела и сконструировала новую систему микроскопических роботов, которая значительно расширила границы возможностей оптических нанотехнологий. Сделав комбинацию из нескольких уже существующих разработок, «фабрика» наноботов μRobotex смогла создать сложные микроструктуры в вакуумной камере, после чего зафиксировала их на кончиках оптического волокна с нанометровой точность.

До сих пор технологии Lab-on-fiber не имели роботизированных приводов для наносборки, поэтому работа в этом масштабе мешала инженерам создавать микроструктуры. Теперь миниатюрные чувствительные элементы могут быть установлены на кончиках оптических волокон, что позволяет видеть микропроцессы и манипулировать ими с высокой точностью. Область применения этой технологии очень широка: поскольку волокна тоньше человеческого волоса, они могут проникать сквозь кровеносные сосуды для оптического обнаружения бактерий и вирусов, а также, к примеру, могут использоваться для сверхточной калибровки космических кораблей будущего.

Проверить эффективность новой технологии решила команда французских материаловедов под руководством Джоэла Агнуса из Университета Бургундии — Франш-Конте. Они использовали систему μROBOTEX, состоящую из сканирующего электронного микроскопа с большой камерой, в которой располагаются установка с фокусируемым ионным пучком, система газовой инжекции, а также микроманипулятор с шестью степенями свободы.

С помощью системы ученые создали миниатюрную модель дома длиной около 25 микрометров. Для этого в листе кремния была вырезана развертка дома, после чего стены самостоятельно собрались из плоского листа в единую конструкцию, изгибаясь под действием облучения ионами, рассказывают авторы в журнале Journal of Vacuum Science & Technology A.

Для того чтобы создать дом с помощью этих инструментов, исследователи взяли кремниевую пластину толщиной 1,2 микрометра. С помощью ионного пучка в ней вырезали шаблон дома с четырьмя стенами, в которых тем же методом прорезали окна и дверь. После этого с помощью техники, напоминающей технику оригами, авторы собрали объемные стены из плоского шаблона. Вместо сгибов в бумажном листе ученые утончали стыки между основанием и каждой стеной с помощью облучения ионами галлия.

Французские инженеры построили самый маленький в мире дом

Сборка стен дома

Принцип сборки такого «оригами» основан на том, что при определенной для каждого материала толщине он начинает самопроизвольно изгибаться из-за облучения. Это происходит из-за того, что ионы галлия проникают вглубь образца и в основном нагревают нижнюю часть пластины. В результате в ней образуются две зоны — горячая и холодная — которые расширяются с разной интенсивностью. Это приводит к тому, что пластина изгибается в месте утончения и стены поднимаются в нужное положение из плоского шаблона.

Французские инженеры построили самый маленький в мире дом

Принцип изгиба пластины с помощью облучения ионами

После этого дом сварили по швам концом оптического волокна с помощью газового напыления. Затем из кремниевой пластины аналогично стенам вырезали две части крыши, которые поднесли к дому с помощью микроманипулятора и приварили напылением. Также исследователи прикрепили к одному из скатов крыши трубу и в результате получили миниатюрный дом размером около 25 микрометров на торце оптического волокна.

Французские инженеры построили самый маленький в мире дом

Дом на конце оптоволокна

Источник

Post Author: SitesReady

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

You may also like

Зачем нужен GPS трекер?

GPS трекеры – это универсальные устройства, которые позволяют определить точное

Липокарнит для похудения

Если хочется иметь стройное подтянутое тело, но нет желания ходить

Создана самовосстанавливающаяся кожа из жидкого металла

Порой научный мир заставляет задуматься вот над чем: создатели фантастических

Архивы