IBM освоила печать изображений с помощью наночастиц

До настоящего времени все стандартные технологии изготовления микрообъектов были основаны на нисходящем принципе, т.е. такие объекты фактически создавались посредством вырезания их из более крупных фрагментов. В отличие от указанных технологий в данном случае в процессе печати на целевую поверхность наносятся уже готовые наночастицы. Такая технология гораздо эффективнее и упрощает совмещение разнородных материалов, таких как металлы, полимеры, полупроводники и окислы.

С помощью частиц диаметром 60 нанометров – примерно в 100 раз меньше человеческого эритроцита – удалось напечатать растровое изображение с разрешением в одну частицу, что в перспективе позволит создавать разнообразные наношаблоны в диапазоне от простых линий до сложных схем. При переводе этого разрешения в стандартный показатель «число точек на дюйм» – определяющий, сколько раздельных пятен красителя может быть напечатано на определенной области – получается значение 100 тыс. точек на дюйм. Обычные методы офсетной печати сегодня оперируют величинами порядка 1500 точек на дюйм.

В качестве демонстрации эффективности и универсальности нового метода было напечатано изображение Солнца – алхимический символ золота, разработанный в XVII веке Робертом Флуддом (Robert Fludd). Изображение состоит из 20 тыс. отдельных золотых наночастиц, диаметром около 60 нм каждая. Новая технология печати обеспечила нанесение красителя на каждую точку изображения с точностью до одной частицы, что и позволило создать самую маленькую монохромную иллюстрацию за всю историю печатаного дела.

Ожидается, что новая технология ускорит создание биодатчиков нанометрового размера и линз для отклонения светового потока внутри оптических чипов, а также нанопроводов, которые могли бы стать основой для перспективных компьютерных микросхем.

В биомедицине этот процесс может быть использован при печати больших массивов биофункциональных цепочек, которые позволяют обнаружить и идентифицировать в организме определенные клетки или маркеры. Еще один пример возможного применения – быстрый скрининг на маркеры раковых клеток или сердечной недостаточности. При использовании в устройствах для оперативной диагностики на месте оказания медицинской помощи регулярные массивы биофункциональных цепочек способны автоматически выдать результаты по пробам минимального объема.

Наночастицы также способны взаимодействовать со светом. Описываемая технология позволяет «печатать» оптические материалы с новыми свойствами – например, для использования в оптоэлектронных устройствах. Могут быть созданы т.н. «метаматериалы», в которых напечатанные структуры будут иметь размеры, сопоставимые с длиной световой волны, вследствие чего они будут вести себя как одиночная линза с необычными свойствами.

Кроме того, эта технология может применяться и в области полупроводников. В одном из экспериментов исследователи смогли добиться контролируемого размещения каталитических зародышевых частиц для выращивания полупроводниковых нанопроводов. Такие нанопровода являются перспективными кандидатами для построения транзисторов, которые планируется использовать в микросхемах будущего.