Vědci vytiskli částice stokrát menší než červená krvinka

Metodu prezentovali vědci IBM ve spolupráci s univerzitou ETH Curych. Přestože ještě několik let potrvá, než se nová technika začne šířeji používat, je příslibem praktických aplikací mimo laboratorní podmínky.

"Tato metoda otevírá nové způsoby, jak přesně a účinně umístit různé druhy nanometrických částic na různé povrchy," řekl Heiko Wolf, který se ve výzkumné laboratoři IBM v Curychu zabývá výzkumem nanometrických vzorců.

Nanočástice jsou definovány jako prvky menší než 100 nanometrů.

Dosud používané standardní techniky mikrovýroby vytvářejí tak drobné částice jejich vyřezáváním z většího kusu materiálu. Naproti tomu tisk přidává připravené nanočástice na povrch efektivněji a umožňuje v jediném procesu kombinovat různé materiály, například kovy, polymery, polovodiče a oxidy.

Přeloží-li se rozlišení 60nanometrových částic na tradiční tiskový pojem "počet bodů na palec," (dpi), která udává počet bodů inkoustu vytištěných na určité ploše, dosahuje metoda nanotisku rozlišení 100 000 dpi. V současnosti běžně používaný ofsetový tisk má rozlišení 1 500 dpi.

Vědci pomocí nové metody vytiskli obraz slunce od Roberta Fludda ze 17. století, alchymistický symbol zlata. Vytvořili jej z asi 20 000 částeček zlata, z nichž každá má průměr 60 nanometrů. Použitá metoda tisku přesně umístila jednu částici na bod a vytvořila tak nejmenší výtvarné dílo, které kdy bylo vytištěno z jednotlivých pigmentových částic.

Například v biomedicíně by se tento tiskový proces mohl uplatnit při tisku velkých polí biofunkčních elementů, které dokážou detekovat a identifikovat určité buňky nebo příznaky v lidském těle. Příkladem jejich použití může být rychlý screening výskytu rakovinotvorných buněk nebo příznaků infarktu. Pravidelná pole funkčních elementů, jež budou součástí nových diagnostických zařízení, by mohla umožnit rychlé a automatické čtení, pro které stačí jen velmi nepatrné vzorky.

Nanočástice jsou také schopny interakce se světlem. Pomocí nové metody je možné tisknout optické materiály s novými vlastnostmi, například pro použití v optoelektronických zařízeních. Její pomocí lze vytvářet takzvané "metamateriály," v nichž jsou tištěné struktury tak malé jako vlnová délka světla, a proto se chovají jako jediná čočka s neobvyklými vlastnostmi.

Metoda vypadá slibně i pro výrobu polovodičů. V jednom experimentu dosáhli vědci kontrolovaného umístění částeček katalytických semen pro růst polovodičových nanovláken. Takové nanovodiče jsou slibnými kandidáty pro budoucí tranzistory v mikročipech.