Un equipo francés de nanorobótica del Instituto Femto-ST en Besançon, Francia, ensambló un nuevo sistema de microrobótica que empuja las fronteras de las nanotecnologías ópticas. Combinando varias tecnologías existentes, la nanofábrica μRobotex construye microestructuras en una gran cámara de vacío y fija componentes enpuntas de fibra óptica con precisión nanométrica. La construcción de la microcasa, informada en el Revista de Ciencia y Tecnología de Vacío A , de AIP Publishing, demuestra cómo los investigadores pueden avanzar en las tecnologías de detección óptica cuando manipulan pistolas de iones, haces de electrones y pilotaje robótico finamente controlado.
Hasta ahora, las tecnologías de laboratorio sobre fibra no tenían actuadores robóticos para el nanoensamblaje, por lo que trabajar a esta escala inhibía a los ingenieros de construir microestructuras. Esta innovación permite instalar elementos de detección miniaturizados en puntas de fibra para que los ingenieros puedan ver y manipular diferentes componentes.Con este avance, se pueden insertar fibras ópticas tan delgadas como el cabello humano en lugares inaccesibles como motores a reacción y vasos sanguíneos para detectar niveles de radiación o moléculas virales.
"Por primera vez pudimos realizar patrones y ensamblajes con menos de 2 nanómetros de precisión, que es un resultado muy importante para la comunidad de robótica y óptica", dijo Jean-Yves Rauch, autor del artículo.
Los ingenieros franceses combinaron todos los componentes tecnológicos para el nanoensamblaje - un haz de iones enfocado, un sistema de inyección de gas y un pequeño robot maniobrable - en una cámara de vacío, e instalaron un microscopio para ver el proceso de ensamblaje ". Decidimos construirel microcasco en la fibra para mostrar que somos capaces de realizar estos ensambles de microsistemas en la parte superior de una fibra óptica con alta precisión ", dijo Rauch.
Construir una microcasa es como hacer un dado gigante con un trozo de papel, pero el nanoensamblaje requiere herramientas más sofisticadas. El haz de iones enfocado se usa como tijeras para cortar o marcar el "papel" de membrana de sílice de la casa. Una vez que las paredes se plieganen su posición, se selecciona una configuración de potencia más baja en la pistola de iones, y el sistema de inyección de gas pega los bordes de la estructura en su lugar. El haz de iones de baja potencia y la inyección de gas luego salpica suavemente un patrón de tejas en el techo, un detalle queenfatiza la precisión y flexibilidad del sistema.
En este proceso, la pistola de iones tuvo que enfocarse en un área de solo 300 micrómetros por 300 micrómetros para disparar iones en la punta de fibra y la membrana de sílice ". Es muy difícil pilotar el robot con alta precisión en este punto de cruce entre los doshaces ", dijo Rauch. Explicó que dos ingenieros trabajaron en varias computadoras para controlar el proceso. Muchos pasos ya están automatizados, pero en el futuro el equipo espera automatizar todas las etapas robóticas del ensamblaje.
Ahora, utilizando el sistema μRobotex, estos ingenieros están construyendo microestructuras funcionalizadas para detectar moléculas específicas al unir sus microestructuras a las fibras ópticas. El equipo de nanorobotics espera ampliar aún más los límites de la tecnología, construyendo estructuras más pequeñas y fijándolas ennanotubos de carbono, solo de 20 nanómetros a 100 nanómetros de diámetro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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