Hi-Tech

Французские инженеры построили самый маленький в мире дом

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. Французская команда инженеров Института Femto-ST в Безансоне (Франция) изобрела и сконструировала новую систему микроскопических роботов, которая значительно расширила границы возможностей оптических нанотехнологий.

Теперь миниатюрные чувствительные элементы могут быть установлены на кончиках оптических волокон, что позволяет видеть микропроцессы и манипулировать ими с высокой точностью. До сих пор технологии Lab-on-fiber не имели роботизированных приводов для наносборки, поэтому работа в этом масштабе мешала инженерам создавать микроструктуры. 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.

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. Проверить эффективность новой технологии решила команда французских материаловедов под руководством Джоэла Агнуса из Университета Бургундии — Франш-Конте.

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. С помощью системы ученые создали миниатюрную модель дома длиной около 25 микрометров.

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

Сборка стен дома

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

Принцип изгиба пластины с помощью облучения ионами

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

Дом на конце оптоволокна

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть