சுருங்கும் ஹைட்ரஜல்கள் நானோ ஃபேப்ரிகேஷன் விருப்பங்களை பெரிதாக்குகின்றன

சுருங்கும் ஹைட்ரஜல்கள் நானோ ஃபேப்ரிகேஷன் விருப்பங்களை பெரிதாக்குகின்றன
(A) சுருங்காமல் CdSe QDகளின் இரண்டு டிராகன்களின் ஃப்ளோரசன்ட் படம்; இன்செட் ~200 nm தீர்மானத்தைக் காட்டுகிறது. (BF) SEM (மேல்) மற்றும் EDX (கீழே) ஏஜியின் குரங்கின் படங்கள்; Au-Ag அலாய் பன்றி; TiO2 இன் பாம்பு; Fe3O4 இன் நாய்; மற்றும் NaYREF4 இன் முயல் முறையே. (ஜி) டிராகன் வடிவங்கள் (A) இல் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. (H) வைரத்தின் எருதுகளின் ஒளியியல் நுண்ணோக்கி படம். (IM) கிராபெனின் QDகளின் புலியின் ஒளிரும் படங்கள்; ஒளிரும் ஆடு Au; பாலிஸ்டிரீனின் குதிரை; ஃப்ளோரசெசின் சேவல்; மற்றும் ஃப்ளோரசன்ட் புரதத்தின் சுட்டி முறையே. (NR) C60 மூலக்கூறு, வழக்கமான டோடெகாஹெட்ரான், வழக்கமான ஆக்டாஹெட்ரான், கன சதுரம் மற்றும் வெவ்வேறு பொருட்களின் வழக்கமான டெட்ராஹெட்ரான் ஆகியவற்றின் வடிவங்களில் புனையப்பட்ட கட்டமைப்புகளின் 3D மாதிரிகள் மற்றும் ஃப்ளோரசன்ட் படங்கள் (அதிகபட்ச-தீவிரம் ப்ராஜெக்ஷன்). (எஸ்) ஐந்து அடுக்கு ஸ்பிலிட் ரிங் ரெசனேட்டர் (எஸ்ஆர்ஆர்) கட்டமைப்பின் மேல் காட்சி; inset: SRR அலகு; மற்றும் (டி) SRR கட்டமைப்பின் டிரிமெட்ரிக் பார்வை; inset: ஒரு SRR யூனிட்டின் ஸ்லைஸ் வியூ. (U) சுருங்குதல் மற்றும் நீரிழப்புக்குப் பிறகு SRR கட்டமைப்பின் மேல் அடுக்கின் SEM படம். (V) z- அச்சில் 16 செங்குத்து கம்பிகளைக் கொண்ட மரக் குவியல் கட்டமைப்பின் 3D மாதிரி. (W, X) முறையே (V) இரண்டு வெட்டப்பட்ட விமானங்களில் புனையப்பட்ட மரக் குவியலின் SEM குறுக்கு வெட்டு படங்கள். (அடி மூலக்கூறு சாய்வு கோணம்: 52°). (BF, U, W, X, மற்றும் S மற்றும் T இன்செட்கள்) அளவுகோல்கள் 1 µm ஆகும்; மற்றும் (A, HM, NT)க்கு 10 µm கடன்: கார்னகி மெலன் பல்கலைக்கழகம்

கார்னகி மெலன் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் ஹாங்காங்கின் சீனப் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் பல்வேறு பொருட்களிலிருந்து அதி உயர்-தெளிவுத்திறன், சிக்கலான 3D நானோ கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதற்கான உத்தியை உருவாக்கியுள்ளனர்.

கார்னகி மெலன் பல்கலைக்கழகத்தின் யோங்சின் (லியோன்) ஜாவோ மற்றும் ஹாங்காங்கின் சீனப் பல்கலைக்கழகத்தின் ஷிஹ்-சி சென் ஆகியவை நானோ சாதனங்களைத் தயாரிப்பதில் பெரிய யோசனையைக் கொண்டுள்ளன.

Zhao’s Biophotonics Lab செல்கள் மற்றும் திசுக்களில் உயிரியல் மற்றும் நோயியல் செயல்முறைகளைப் படிக்க புதிய நுட்பங்களை உருவாக்குகிறது. எனப்படும் செயல்முறை மூலம் விரிவாக்க நுண்ணோக்கிஒரு ஹைட்ரஜலில் பதிக்கப்பட்ட நுண்ணிய மாதிரிகளை விகிதாச்சாரமாக பெரிதாக்குவதற்கான நுட்பங்களை மேம்படுத்த ஆய்வகம் செயல்படுகிறது, ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் நுண்ணோக்கிகளை மேம்படுத்தாமல் சிறந்த விவரங்களைக் காண முடியும்.

2019 ஆம் ஆண்டில், அழைக்கப்பட்ட பேச்சாளராக கார்னகி மெல்லனைப் பார்வையிட்ட ஷிஹ்-சி சென் உடனான எழுச்சியூட்டும் உரையாடல் மற்றும் ஹாங்காங்கின் சீனப் பல்கலைக்கழகத்தின் மெக்கானிக்கல் மற்றும் ஆட்டோமேஷன் பொறியியல் துறையில் பேராசிரியராக இருந்தவர், இரு ஆராய்ச்சியாளர்களிடையே ஒத்துழைப்பைத் தூண்டியது. மைக்ரோ ஃபேப்ரிகேஷனில் நீண்டகாலமாக இருக்கும் சவாலுக்கு புதிய தீர்வுகளைக் கண்டறிய தங்கள் ஒருங்கிணைந்த நிபுணத்துவத்தைப் பயன்படுத்தலாம் என்று அவர்கள் நினைத்தார்கள்: அச்சிடக்கூடிய நானோ சாதனங்களின் அளவை 10 நானோமீட்டர்கள் அல்லது பல அணுக்கள் தடிமனாகக் குறைப்பதற்கான வழிகளை உருவாக்குதல்.

அவற்றின் தீர்வு விரிவாக்க நுண்ணோக்கிக்கு நேர்மாறானது: ஹைட்ரஜலில் ஒரு பொருளின் 3D வடிவத்தை உருவாக்கி அதை நானோ அளவிலான தெளிவுத்திறனுக்காக சுருக்கவும்.

மறைகுறியாக்கப்பட்ட ஆப்டிகல் சேமிப்பக தளத்தின் வீடியோ விளக்கம்: (1) ஹைட்ரஜலின் எஃப்எஸ் லைட் ஷீட் வடிவமைத்தல் அதன் விரிவாக்கப்பட்ட நிலையில் (வடிவமைப்பிற்குப் பிறகு ஒளிஊடுருவக்கூடியது); (2) இயற்பியல் குறியாக்கத்தை அடைய அமிலத்தில் சுருக்கப்பட்டது; மற்றும் (3) அடி மூலக்கூறை விரிவாக்குவதன் மூலம் மறைகுறியாக்கம், அதைத் தொடர்ந்து ஃப்ளோரசன்ட் சாயங்கள் (CdSe) மற்றும் இமேஜிங் டெபாசிட். கடன்: CUHK அணி

“ஷிஹ்-சி அல்ட்ராஃபாஸ்ட் டூ-ஃபோட்டானைக் கண்டுபிடித்ததில் பெயர் பெற்றவர் லித்தோகிராபி சிஸ்டம்,” என உயிரியல் அறிவியலின் எபெர்லி குடும்ப வாழ்க்கை மேம்பாட்டு இணைப் பேராசிரியர் ஜாவோ கூறினார். “நாங்கள் கார்னகி மெல்லனுக்கு அவர் விஜயம் செய்தபோது சந்தித்து, இந்த தீவிர யோசனையைத் தொடர எங்கள் நுட்பங்களையும் நிபுணத்துவத்தையும் ஒருங்கிணைக்க முடிவு செய்தோம்.”

ஒத்துழைப்பின் முடிவுகள் அதிநவீன நானோ சாதனங்களை வடிவமைப்பதற்கான புதிய கதவுகளைத் திறக்கின்றன மற்றும் அவை இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன. விஞ்ஞானம்.

வழக்கமான 3D நானோ அளவிலான அச்சுப்பொறிகள் லேசர் புள்ளியை மையமாக வைத்து, ஒரு வடிவமைப்பை முடிக்க நீண்ட நேரம் எடுக்கும் போது, ​​சென்னின் கண்டுபிடிப்பு லேசரின் துடிப்பின் அகலத்தை வடிவமைத்த ஒளித் தாள்களை உருவாக்கி, நூறாயிரக்கணக்கான பிக்சல்கள் கொண்ட முழுப் படத்தையும் அனுமதிக்கிறது. voxels) அச்சுத் தீர்மானத்தை சமரசம் செய்யாமல் ஒரே நேரத்தில் அச்சிட வேண்டும்.

உற்பத்தி நுட்பம் ஃபெம்டோசெகண்ட் திட்டம் இரண்டு-ஃபோட்டான் லித்தோகிராபி அல்லது FP-TPL என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த முறை முந்தைய நானோ பிரிண்டிங் நுட்பங்களை விட 1,000 மடங்கு வேகமானது மற்றும் உயிரி தொழில்நுட்பம், ஃபோட்டானிக்ஸ் அல்லது நானோ சாதனங்களில் பயன்படுத்துவதற்கு செலவு குறைந்த பெரிய அளவிலான நானோ பிரிண்டிங்கிற்கு வழிவகுக்கும்.

சுருங்கும் ஹைட்ரஜல்கள் நானோ ஃபேப்ரிகேஷன் விருப்பங்களை பெரிதாக்குகின்றன
(A) SEM படம் மற்றும் புனையப்பட்ட DOE இன் ஜூம்-இன் காட்சி. (B) DOE இன் ஃபோரியர் விமானத்தில் உருவகப்படுத்தப்பட்ட தீவிரம் விநியோகம்; inset: குறியிடப்பட்ட ஸ்மைலி. (C) (A) இல் புனையப்பட்ட DOE இலிருந்து பதிவுசெய்யப்பட்ட படம். கேமரா சேதத்தைத் தவிர்க்க, 0வது ஆர்டர் இடவசதியில் தடுக்கப்பட்டுள்ளது. (D) குறியிடப்பட்ட படத்தைப் பதிவுசெய்வதற்கான ஆப்டிகல் அமைப்பின் திட்டம். (EG) ஆப்டிகல் சேமிப்பு மற்றும் குறியாக்கத்தின் விளக்கக்காட்சி: (E) வடிவமைக்கப்பட்ட தகவல்களுடன் கூடிய விரிவாக்கப்பட்ட ஹைட்ரோஜெல்; (F) இயற்பியல் குறியாக்கத்தை உணர முழுவதுமாக சுருங்குதல் மற்றும் நீரிழப்புக்கு பிறகு (E) உள்ள ஜெல்; (ஜி) மீண்டும் விரிவாக்கப்பட்ட ஜெல் CdSe உடன் டெபாசிட் செய்யப்பட்டு சேமிக்கப்பட்ட வடிவங்களை மறைகுறியாக்க உருவாக்கப்படுகிறது. (எச்) ஒளியியல் படம் (எஃப்) இல் இரண்டு மறைகுறியாக்கப்பட்ட 7-அடுக்கு ஹாலோகிராம் வடிவங்களைக் காட்டுகிறது. (I) மறைகுறியாக்கப்பட்ட ஹாலோகிராம்களின் ஃப்ளோரசன்ட் படங்கள், அங்கு “அறிவியல்” டிகோட் செய்யப்படுகிறது; மற்றும் (J, K) மறைகுறியாக்கப்பட்ட ஹாலோகிராம்களின் 3D காட்சிகள். கடன்: கார்னகி மெலன் பல்கலைக்கழகம்

செயல்முறைக்கு, ஹைட்ரஜலின் நெட்வொர்க் அமைப்பு மற்றும் துளை அளவை மாற்றியமைக்க ஃபெம்டோசெகண்ட் டூ-ஃபோட்டான் லேசரை ஆராய்ச்சியாளர்கள் வழிநடத்துவார்கள், இது நீர்-சிதறக்கூடிய பொருட்களுக்கான எல்லைகளை உருவாக்குகிறது. உலோகம், உலோகக்கலவைகள், வைரம், மூலக்கூறு படிகங்கள், பாலிமர்கள் அல்லது நீரூற்று பேனா மை ஆகியவற்றின் நானோ துகள்கள் கொண்ட நீரில் ஹைட்ரோஜெல் மூழ்கடிக்கப்படும்.

“தற்செயலான தற்செயல் மூலம், நாங்கள் முயற்சித்த நானோ பொருட்கள் அனைத்தும் ஹைட்ரஜலில் அச்சிடப்பட்ட வடிவத்திற்கு தானாக ஈர்க்கப்பட்டு அழகாக கூடியிருந்தன” என்று ஜாவோ கூறினார். “ஜெல் சுருங்கி நீரிழப்பதால், பொருட்கள் இன்னும் அடர்த்தியாக நிரம்பியுள்ளன மற்றும் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்படுகின்றன.”

உதாரணமாக, அச்சிடப்பட்டிருந்தால் ஹைட்ரோஜெல் ஒரு வெள்ளி நானோ துகள்கள் கரைசலில் வைக்கப்படுகிறது, வெள்ளி நானோ துகள்கள் லேசர்-அச்சிடப்பட்ட வடிவத்துடன் ஜெல்லுடன் சுயமாக ஒன்றிணைகின்றன. ஜெல் காய்ந்தவுடன், அது அதன் அசல் அளவை விட 13 மடங்கு வரை சுருங்கி, நானோ சில்வர் கம்பியை உருவாக்கி மின்சாரத்தை கடத்தும் அளவுக்கு வெள்ளியை அடர்த்தியாக்கும், ஜாவோ கூறினார்.

ஜெல் முப்பரிமாணமாக இருப்பதால், அச்சிடப்பட்ட வடிவங்களும் இருக்கலாம்.

மறைகுறியாக்கப்பட்ட ஆப்டிகல் சேமிப்பகத்திற்கான நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான ஒரு விளக்கமாக – சிடிகள் மற்றும் டிவிடிகள் லேசர் மூலம் எழுதப்பட்டு படிக்கப்படுவது போன்றது – குழுவானது ஏழு-அடுக்கு 3D நானோ அமைப்பை வடிவமைத்து உருவாக்கியது.

ஒவ்வொரு அடுக்கிலும் 200×200-பிக்சல் ஹாலோகிராம் ஒரு எழுத்து உள்ளது. மாதிரியை சுருக்கிய பிறகு, முழு அமைப்பும் ஒரு ஒளியியல் நுண்ணோக்கின் கீழ் ஒரு ஒளிஊடுருவக்கூடிய செவ்வகமாகத் தோன்றும். மாதிரியை எவ்வளவு விரிவுபடுத்துவது மற்றும் தகவலைப் படிக்க எங்கு ஒளியைப் பிரகாசிக்க வேண்டும் என்பதற்கான சரியான தகவல் ஒருவருக்குத் தேவைப்படும்.

சுருங்கும் ஹைட்ரஜல்கள் நானோ ஃபேப்ரிகேஷன் விருப்பங்களை பெரிதாக்குகின்றன
குறைந்தபட்ச அம்ச அளவுகளை நிரூபிக்கும் நானோ கட்டமைப்புகள். (A) இணையான நானோவாய்களின் வரிசைகளை உள்ளடக்கிய இணைக்கப்படாத “NANO” கட்டமைப்பின் 3D மாதிரி. (B) கவனம் செலுத்திய அயன் கற்றை (FIB) மூலம் வெட்டப்பட்ட “NANO” கட்டமைப்பின் SEM குறுக்கு வெட்டு படங்கள்; (C) (B) இல் உள்ள “A” என்ற எழுத்தை பெரிதாக்குதல்; மற்றும் (D) ஜூம்-இன் பார்வை (C). (E) “NANO” கட்டமைப்பின் நான்கு குறுக்கு வெட்டு வடிவங்கள் ((A) இன் xz விமானத்தில்). (F) FIB-கட் மூலம் திறக்கப்பட்ட ஜெல் மாதிரியின் அகழிகளைக் காட்டும் SEM படங்கள், அங்கு ஒவ்வொரு எழுத்தின் நிலைகளும் பெயரிடப்பட்டுள்ளன. அனைத்து குறுக்கு வெட்டு படங்களும் 52° அடி மூலக்கூறு சாய்வு கோணத்தில் எடுக்கப்பட்டது. கடன்: CUHK மற்றும் CMU அணிகள்

“எங்கள் முடிவின் அடிப்படையில், இந்த நுட்பம் ஒரு சிறிய கன சென்டிமீட்டர் இடத்தில் 5 பெட்டாபிட்கள் மதிப்புள்ள தகவலைப் பேக் செய்ய முடியும். இது அனைத்து அமெரிக்க கல்வியியல் ஆராய்ச்சி நூலகங்களையும் விட தோராயமாக 2.5 மடங்கு அதிகம்.” அவன் சொன்னான்.

எதிர்காலத்தில் பல பொருட்களுடன் செயல்பாட்டு நானோ சாதனங்களை உருவாக்குவதே ஆராய்ச்சியாளர்களின் குறிக்கோள் என்று ஜாவோ கூறினார்.

“இறுதியில், புதிய தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி செயல்பாட்டை உருவாக்க விரும்புகிறோம் நானோ சாதனங்கள்நானோ சர்க்யூட்கள், நானோபயோசென்சர்கள் அல்லது வெவ்வேறு பயன்பாடுகளுக்கான நானோரோபோட்கள் போன்றவை” என்று ஜாவோ கூறினார். “நாங்கள் எங்கள் கற்பனையால் மட்டுமே வரையறுக்கப்பட்டுள்ளோம்.”

மேலும் தகவல்:
ஃபீ ஹான் மற்றும் பலர், அல்ட்ராஃபாஸ்ட் லேசர் பேட்டர்னிங் மற்றும் இயக்கவியல் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட மெட்டீரியல் அசெம்பிளியுடன் கூடிய முப்பரிமாண நானோ ஃபேப்ரிகேஷன், விஞ்ஞானம் (2022) DOI: 10.1126/science.abm8420. www.science.org/doi/10.1126/science.abm8420

மேற்கோள்: சுருங்கும் ஹைட்ரஜல்கள் பெரிதாக்க நானோ ஃபேப்ரிகேஷன் விருப்பங்கள் (2022, டிசம்பர் 22) https://phys.org/news/2022-12-hydrogels-enlarge-nanofabrication-options.html இலிருந்து 22 டிசம்பர் 2022 இல் பெறப்பட்டது

இந்த ஆவணம் பதிப்புரிமைக்கு உட்பட்டது. தனிப்பட்ட ஆய்வு அல்லது ஆராய்ச்சியின் நோக்கத்திற்காக எந்தவொரு நியாயமான கையாளுதலைத் தவிர, எழுத்துப்பூர்வ அனுமதியின்றி எந்தப் பகுதியையும் மீண்டும் உருவாக்க முடியாது. உள்ளடக்கம் தகவல் நோக்கங்களுக்காக மட்டுமே வழங்கப்படுகிறது.

Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *