Modèle de nanovide 2D-DNI. Crédit :Université du Michigan
Des chercheurs de l'Université du Michigan et de l'Université nationale des sciences et technologies de Séoul ont mis au point une nouvelle méthode de fabrication de dispositifs nécessitant des particules micro et nanométriques dimensionnées et positionnées avec précision. La technique convient à un large éventail d'assemblages d'objets à l'échelle micro et nano et est utile pour les dispositifs électroniques et les applications biologiques.
"Il est très difficile de réguler les choses à l'échelle microscopique et nanométrique. Vous voulez que les particules restent là, et elles ne le feront pas", a déclaré Jay Guo, chef de projet et professeur de génie électrique et d'informatique. "Nous avons trouvé un moyen de trier et de localiser de grandes quantités de particules, et nous pouvons le faire de manière très évolutive."
Grâce à cette capacité, les ingénieurs pourraient fabriquer et assembler plus efficacement des cristaux photoniques, des dispositifs de filtration et des essais biologiques, créer des dispositifs de détection plus sensibles, et bien plus encore.
Guo travaille dans le domaine de la nanofabrication depuis des décennies, en commençant par ses travaux sur la lithographie par nanoimpression rouleau à rouleau. Il est passé à la méthodologie actuelle de nanopatterning reposant uniquement sur une tranche de silicium en raison de sa relative simplicité et de sa rapidité.
La nouvelle méthode ajoute une charge électrique, ce qui semble faire toute la différence.
Création du dispositif microfluidique
L'objectif de cette recherche était d'aboutir à une couche de micro- ou nanoparticules ordonnées et de taille similaire qui pourraient être intégrées dans un dispositif avec des réseaux à haute densité. Les méthodes actuelles pour ce faire ont tendance à être fastidieuses tout en nécessitant des structures compliquées. Ou bien, ils conviennent mieux aux particules de 10 à 100 micromètres, laissant la séparation et le tri des particules sous-micrométriques un défi persistant.
Guo et son équipe internationale de chercheurs, dont l'ancien étudiant, le professeur Jong G. Ok, ont mis au point un dispositif microfluidique qui a atteint les objectifs souhaités en utilisant une méthode également évolutive et relativement peu coûteuse. L'équipe d'Ok continue de développer la technologie d'inscription dans son institut en Corée.
Le cœur de l'appareil est un substrat spécialement conçu qui capture les particules d'une taille spécifique dans un arrangement ordonné. Pour ce faire, les chercheurs ont d'abord créé des indentations, sous la forme de nanovides, dans un substrat en polycarbonate grâce à une technique de structuration connue sous le nom de nanoinscription dynamique (DNI). Les nanovides résultants avaient tous la même taille.
Le substrat est ensuite recouvert d'Al2O3 et reçoit une charge positive après avoir été immergé dans une solution saline.
Figure 1. Le dispositif microfluidique contient une chambre de cellule fluidique constituée de deux verres transparents espacés par un bloc de poly(diméthylsiloxane) ayant un canal à fente. Le motif nanovoid recouvert d'oxyde est monté sur le fond de la chambre de cellule fluidique, et les particules marquées par fluorescence sont injectées sous le microscope à fluorescence. Crédit :Université du Michigan
La figure 1 montre la configuration du test, qui permet aux particules fluidiques de taille submicronique d'entrer dans le système et de s'écouler sur le substrat avant de sortir. Ces particules sont chargées négativement afin d'augmenter leur attraction vers les nanovides chargés positivement dans le substrat. Ils ont également reçu des étiquettes fluorescentes pour une détection facile.
On pourrait s'attendre à ce que la plupart des particules tombent simplement au fond du fluide et reposent sur le substrat, mais ce n'est pas ce qui s'est passé.
Au lieu de cela, seuls ceux d'une taille spécifique reposaient dans les nanovides. Trois tailles distinctes de particules ont été injectées dans le système :200 nm, 500 nm et 1 000 nm (ou 1 + Explorer davantage
