@ 2018.06.12 , 17:00

世界上最小的房屋

现在的互联网煎蛋用户个顶个的见多识广,但下面这个由纳米工程师构建的微型建筑还是颇为不同寻常。从前到后,它的尺寸小于20微米,这意味着你可以在一个针头上建起一个数十间房的镇子。

结构的两侧仅有1.2微米厚——超过百万分之一米——因此,你将60座这种房屋墙挨着墙排起来,它们依然比头发还要薄。

微型建筑建在一块光纤上,作为演示几项创新技术的一种方式,包括精妙的折叠技术和以前所未有的超高细节刻画来使用离子射束雕塑形状。

“这是第一次能够以小于2纳米的精度实现图案化和组装,这对于机器人和光学界来说是一个非常重要的结果。”该团队的一名成员,法国Femto-ST研究所Jean-Yves Rauch说道。

“我们决定在光纤上构建微型房屋,以表明我们能够在光纤之上以高精度细节来实现这些微系统组件。”

微型房屋的直接建造者是一个名为μRobotex的机器人,所使用的材料是一块非常薄的硅石。事先所有材料都被放到一个真空室里。

研究人员调节离子束的强度,切割出房屋的形状,以自然的方式产生一些褶皱,使房屋墙壁站立起来。

世界上最小的房屋
切割硅片|法国Femto-ST研究中心

通过显微镜操作μRobotex,团队甚至能够在微型建筑物的屋顶上切出几块瓷砖。用气体注射系统将微型房屋的不同部分融合在一起。

这不仅仅是展示技术的进步:可以用类似的方法来制造输送药物分子的非常细小的结构或纳米级的传感器。

能够在纳米尺度上创建对象并操作它们为科学领域开辟出了宽广的新天地,这就是为什么研究人员如此热衷于提升这些系统的精度和细节界限的原因。

我们已经提到了药物递送技术,能够将纳米颗粒靶向病灶,这种纳米颗粒可以比以往更加深入我们的组织结构内部。

计算科学也可以从中受益——我们的存储设备变得越来越小,以便以更紧凑的方式存储所有数据。

之后的工作,研究人员还想要更上一层楼。他们希望最终能够实现整个房屋建筑过程的自动化,并将尺寸仅为几十亿分之一米的物件拼合在一起,还要有能够开阖的窗户。

该研究已发表在《真空科学与技术杂志A期刊Vacuum Science & Technology A》上。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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