Vidéo montrant un bâtonnet marqué par fluorescence de 10 µm × 1 µm contrôlé à l'aide d'une combinaison de champs électriques et de flux de fluide pour se déplacer le long du chemin « NIST », graphiquement sous-jacent en rouge. La tige est amenée à tourner et à s'aligner simultanément tangentiellement à chacun des 12 segments de ligne au moment où son centre de masse atteint l'extrémité d'un segment. La zone imagée est de 160 µm × 70 µm.
(Phys.org) — Des scientifiques du NIST Center for Nanoscale Science and Technology et de l'Université du Maryland ont utilisé une combinaison de champs électriques et de flux de fluide pour déplacer et faire pivoter avec précision des nanofils, et ont démontré que cette méthode peut être utilisée pour manipuler des nanofils qu'ils soient ou non en diélectrique, semi-conducteur, ou des matériaux métalliques. Depuis l'électro-osmose, qui utilise un potentiel électrostatique appliqué pour déplacer le liquide à travers un canal de fluide, est tout aussi efficace pour déplacer les nanofils, quelle que soit leur composition, la technique a une utilisation potentielle dans une grande variété d'applications, y compris les structures de construction pour détecter et guider les ondes électromagnétiques, sources lumineuses de nanofil de direction, et guider les nanofils pour fournir avec précision des produits chimiques aux cellules.
Les chercheurs ont fabriqué une région de contrôle centrale de 170 µm × 170 µm à l'intersection de quatre microcanaux. Un système de rétrocontrôle a été utilisé pour générer les flux de fluide nécessaires à la translation et à la rotation du nanofil. Basé sur la position et l'orientation d'un nanofil, qui sont observés à travers un objectif de microscope, un algorithme informatique détermine le quatuor de tensions nécessaires sur les électrodes périphériques pour créer un flux de fluide qui déplacera avec précision le nanofil vers un autre emplacement et une autre orientation spécifiques. Le dispositif est capable de déplacer des nanofils avec une précision de piégeage moyenne de 600 nm en position et de 5,4° en orientation.
Parce que la technique est indépendante du matériau, il peut être utilisé pour manipuler tout type de nanofil ou autre, des structures plus complexes en forme de tige, amenant les chercheurs à envisager une variété de nouvelles méthodes de mesure. Par exemple, les nanofils peuvent être conçus pour répondre à leur environnement en émettant une lumière fluorescente avec une intensité liée au champ optique local. Grâce à cette nouvelle méthode, on pourrait diriger de tels nanofils dans des liquides autour d'un objet d'intérêt, avec l'intensité de fluorescence servant de rapporteur du champ local, et ainsi cartographier ces champs à distance à l'échelle nanométrique.
