Teadus ja tulevik

Avastus võimaldab mikroskoopilisi mustreid ebatasastele pindadele kanda … maiustuste abil

Tehnoloogiat on juba katsetatud, näiteks on inimese juuksekarvale kirjutatud tähed “NIST”.

Ühendriikide teadlane avastas juhuslikult uue võimaluse, kuidas kanda järjestatud osakestest moodustatud mustreid ebatasastele aluspindadele – kasutades selleks põhimõtteliselt komme.

USA riikliku standardite ja tehnoloogia instituudi (NIST) teadlane Gary Zabov ei plaaninud laboris komme kasutada. Aga kuna ühes katses oli vaja teises laboris asuvatele kolleegidele saata mikroskoopilisi magneetilisi osakesi võimalikult puhtalt, pidi ta seda siiski tegema.

Selleks pani ta osakesed suhkrumassi – põhimõtteliselt on tegu kommiga – sisse ning kolleegidel jäi üle vaid suhkur vees lahustada. Kuna suhkur lahustub täielikult, jõudsid osakesed teise laborisse piisavalt puhtalt.

Juhuse läbi jättis Zabov keeduklaasi ühe suhkrutüki, mille sees sellised reastatud osakesed olid. Temperatuuri ja aja mõjul suhkur sulas. Teadlane loputas klaasi üle ja avastas, et vesi polnudki osakesi ära uhtunud, vaid need olid jäänud klaasi põhja ja peegeldasid vikerkaarevärvilist valgust.

Värviline valgus oligi see, mis Zabovi tähelepanu tõmbas, sest see tähendas, et osakesed polnud klaasi põhjas suvaliselt, vaid olid oma esialgse järjestuse säilitanud. See asjaolu viis aga mõtteni – mis siis, kui sel moel saaks mikrokiipe luua seni võimatuna näivatel aluspindadel?

Pooljuhtkiipide ja kõikvõimaliku elektroonika valmistamisel kasutatakse protsessi, millega kantakse mingile aluspinnale tohutu täpsusega ülipeeneid mustreid. Tavaliselt trükitakse need eri materjalidest loodud mikroskoopilised labürindid lamedatele ränist alusplaatidele.

Kuid tehnoloogiate arenedes ja uute nutikate materjalide kasutuselevõtuks soovitakse selliseid mustreid kanda ka ebatasastele pindadele, mis tasase materjaliga võrreldes on paraku märksa raskem. Isegi nii keeruline, et otse seda ei tehta, vaid muster valmib mujal ning seejärel asetatakse see soovitud aluspinnale.

Ümber tõstmiseks kasutatakse erinevaid tahkeid materjale, mis aga mõningate aluspindade puhul pole parim lahendus, näiteks kui sel on palju teravaservalisi nurki ja kumerusi. Pealegi võib sel moel jääda transportimiseks kasutatud materjalist maha osakesi, mis näiteks biomeditsiinis ohutu ei ole.

Kasutatakse ka vedelikke: ülekantav materjal on vee pinnal, aluspind surutakse sellest läbi ning muster kleepub paika. Kuid selle meetodi puhul ei ole täpsus parim, sest veepinnal ujuvat mustrit võib olla keerukas saada aluspinnal täpselt soovitud kohta.

Nende kõrvale võibki uue hea meetodina asetuda suhkru ja maisisiirupi segu kasutamine, selgub värskest uurimusest. Kui seda segada väikese osa veega ja valada saadud segu mingitest osakestest moodustatud mustrile, jääb muster kommisegu tahenedes sellesse püsima ning seda saab liigutada.

Seejärel saab kommisegu asetada pinnale, kuhu mustrit tahetakse laotada, ning sulatada. Suhkru ja maisisiirupi segu omadused on sellised, et osakeste muster säilib ka segu sulades. Magusa segu ära uhtudes jäävadki pinnale sobivas järjestuses või mustris osakesed.

Seda tehnoloogiat (nimega REFLEX) on juba ka katsetatud, näiteks on mikronisuurustest osakestest moodustatud muster kantud nööpnõela teravale otsale ning inimese juuksekarvale on kirjutatud tähed “NIST”. Värske tehnoloogia vajab küll veel arendamist ja katsetusi, kuid võib tulevikus avada uusi võimalusi eri valdkondades biomeditsiinist kuni optikani välja.

Populaarsed lood mujal Geeniuses

Ära jää ilma päeva põnevamatest lugudest

Telli Geeniuse uudiskiri

Saadame sulle igal argipäeval ülevaate olulisematest Geeniuse teemadest.