Le monde magique de Shrinky Dinks - un matériel d'art et d'artisanat utilisé par les enfants depuis les années 1970 - a élu domicile dans un laboratoire de la Northwestern University. Une équipe de nanoscientifiques utilise les feuilles de plastique flexibles comme épine dorsale d'un nouveau moyen peu coûteux de créer, tester et produire en masse des motifs de grande surface à l'échelle nanométrique.

« Toute personne ayant besoin d'accéder à des modèles à grande échelle à l'échelle nanométrique à bas prix pourrait bénéficier de cette méthode, " a déclaré Teri W. Odom, professeur agrégé de chimie et professeur de recherche Dow Chemical Company au Weinberg College of Arts and Sciences. Odom a dirigé les recherches. "C'est un simple, méthode de nanostructuration à faible coût et à haut débit qui peut être effectuée dans n'importe quel laboratoire."

Les détails de la méthode de gaufrage à l'échelle nanométrique assistée par solvant (SANE) sont publiés par la revue Lettres nano . L'ouvrage apparaîtra également en couverture du numéro de février 2011 de la revue.

La méthode offre des possibilités sans précédent de manipuler l'électronique, propriétés photoniques et magnétiques des nanomatériaux. Il contrôle également facilement la taille et la symétrie d'un motif et peut être utilisé pour produire des millions de copies du motif sur une grande surface. Les applications potentielles incluent des dispositifs qui tirent parti des modèles à l'échelle nanométrique, comme les cellules solaires, écrans haute densité, ordinateurs et capteurs chimiques et biologiques.

"Aucune autre méthode de nanomotif existante ne peut à la fois prototyper des motifs arbitraires avec de petites séparations et les reproduire sur des plaquettes de six pouces pour moins de 100 $, " dit Odom.

À partir d'un seul motif principal, la méthode simple mais potentiellement transformatrice peut être utilisée pour créer de nouveaux maîtres à l'échelle nanométrique avec des espacements et des tailles de caractéristiques variables. SANE peut augmenter l'espacement des motifs jusqu'à 100 % et le réduire jusqu'à 50 % en une seule étape, simplement en étirant ou en chauffant (rétrécissant) le substrat polymère (le matériau Shrinky Dinks). Aussi, SANE peut réduire les tailles de caractéristiques critiques aussi petites que 45 pour cent par rapport au maître en contrôlant le gonflement des moules en polymère à motifs avec différents solvants. SANE travaille de l'échelle nanométrique à l'échelle macroscopique.

Biologistes, les chimistes et les physiciens qui ne sont pas familiers avec le nanopatterning peuvent désormais utiliser SANE pour la recherche à l'échelle nanométrique. Ceux qui travaillent sur l'énergie solaire, le stockage de données et la plasmonique trouveront la méthode particulièrement utile, dit Odom.

Par exemple, dans une application plasmonique, Odom et son équipe de recherche ont utilisé les capacités de structuration pour générer des réseaux de nanoparticules métalliques avec des séparations variables en continu sur le même substrat.

SANE offre un moyen de relever trois grands défis de la nanofabrication à partir du même et d'un seul modèle maître :(1) créer des densités de matrices programmables, (2) réduire la taille des fonctionnalités critiques, et (3) concevoir des symétries de réseau différentes et reconfigurables sur de grandes surfaces et de manière massivement parallèle.