Французькі інженери винайшли установку, яка дозволила їм побудувати найменший у світі будиночок на поверхні оптичного волокна, товщина якого менше людського волоса.
Французька команда інженерів наноботів Інституту Femto-ST в Безансоні, Франція, розробила і сконструювала нову систему мікроскопічних роботів, яка значно розширили межі можливостей оптичних нанотехнологій. Зробивши комбінацію з декількох вже існуючих розробок, «фабрика» наноботів ?Robotex змогла створювати складні мікроструктури у вакуумній камері, після чого зафіксувала їх на кінчиках оптичного волокна з нанометровою точністю. Стаття, опублікована в журналі Vacuum Science and Technology A, розповідає про те, як дослідники вдосконалюють технології оптичного розпізнавання, маніпулюють іонним випромінювачем, а також розробляють нові системи автопілотів.
Досі технології Lab-on-fiber не мали роботизованих приводів для нанозбірки, тому робота в цьому масштабі заважала інженерам створювати мікроструктури. Тепер мініатюрні чутливі елементи можуть бути встановлені на кінчиках оптичних волокон, що дозволяє бачити мікропроцеси і маніпулювати ними з високою точністю. Область застосування цієї технології дуже широка: оскільки волокна тонше людської волосини, вони можуть проникати крізь кровоносні судини для оптичного виявлення бактерій і вірусів, а також, наприклад, можуть використовуватися для надточного калібрування космічних кораблів майбутнього.
FEMTO-ST Institute
Співробітник Femto-ST працює над створенням нових оптичних мікросистем
Французькі інженери під керівництвом Жан-Ів Рауха (Jean-Yves Rauch) об’єднали всі компоненти системи для складання мікродома — фокусувальника іонних променів, систему подачі газу і крихітного маневреного бота — у вакуумній камері, після чого спостерігали за процесом складання з допомогою мікроскопа. Будинок було вирішено розмістити на поверхні волокна, щоб зайвий раз продемонструвати, що і серйозні мікросхеми також можуть бути побудовані за тим же принципом.
За фактом, процес складання наймаленьшого будиночка в світі схожий на те, як якщо б ви просто склали з паперу коробочку, тільки для цього довелося б використовувати дуже складні і делікатні інструменти. Іонний випромінювач в даному випадку виступає в ролі «ножиць», відсікаючи все зайве від кремнеземної мембрани, що служить підставою для дому. Як тільки стіни беруть потрібне положення, іонна гармата перестає працювати і включається подача газу, яка закріплює краю конструкції і фіксує її на місці. Після цього залишається лише знову включити іонний випромінювач на найменшу потужність і намалювати на даху черепичний візерунок — фінальний штрих, що підкреслює точність і гнучкість системи.
Випромінювачу доводиться працювати з неймовірно малою площею — всього 300х300 мкм, на самому кінчику волокна. Раух зізнається, що керувати роботом для такої делікатної роботи дуже складно, і йому довелося залучити для цього двох співробітників і кілька комп’ютерів, одночасно керуючих процесів. Звичайно, багато кроків вже автоматизовано, і в майбутньому команда хоче перейти до повної автоматизації процесу. Наступний крок — робота з окремими молекулами (що за належної точності, можна здійснити на діючій зупинці). Інженери хочуть побудувати ще більш дрібні структури і зафіксувати їх на вуглецевих нанотрубках, діаметр яких коливається від 20 до 100 нм.
Натхнення: www.popmech.ru