Наноманипулятор типа "рука робота" хватает углеродные нанотрубки

 


Серьезно, проблематика надежного и точного наноманипулятора достаточно давно обсуждается в нанотехнологических кругах. На заре развития нанотехнологий был даже учрежден приз за производство первого рабочего манипулятора. Он, кстати, до сих пор ждет своего победителя.

Последние известия на исследовательской ниве показывают: медленно, но верно розовые мечты ученых начинают исполняться. На этот раз простое устройство, похожее на руку робота, способно хватать и перемещать отдельные нанотрубки.

Манипулятор даже может отделять однослойные и многослойные углеродные нанотрубки от подложки после их производства методом химического осаждения в паровой среде с использованием плазмы (PECVD). Для этого необходима высокая точность и гибкость инструмента, которая была достигнута учеными из Дании и Германии.

Озлем Сардан (Ozlem Sardan) из Технического Университета Дании (Technical University of Denmark) и его коллега Волькмар Айхорн (Volkmar Eichhorn) из Университета Ольденбурга, Германия (University of Oldenburg) смогли доработать инструменты обычного атомно-силового микроскопа и сканирующего туннельного, получив уникальный электротермический захват, работающий с нанотрубками.

Оказывается, современному инструменту предшествовали две генерации менее совершенных захватов. Все они приводятся в действие электротермически. Ученые улучшили их, руководствуясь топологической оптимизацией. При этом третье поколение вдвое жестче предыдущего, где управляющие «тяги» располагались параллельно.

В текущей версии наноманипулятор представляет собой жесткий каскад механических «тисков». Манипулятор прикреплен к зонду атомно-силового микроскопа, и может управляться непосредственно исследователями.

Как говорит Озлем, третье поколение более всего подходит для дальнейшей миниатюризации. Специально для дальнейшего развития наноробототехники ученые добавили еще одну степень свободы манипулятору, а именно – вращение вокруг собственной оси.

Более того, манипулятор снабдили сенсорами, отслеживающими его линейное передвижение, что помогло программировать режим актюации закрытого цикла работы наномеханизма: передвижение к нанотрубке, ее захват и возврат в исходное положение. Дальнейшее исследование многослойных нанотрубок, захваченных манипулятором трансмиссионной электронной микроскопией (ТЭМ), показало, что в местах их контакта с захватом на их поверхности был частично деформирован слой аморфного углерода, обычно полностью покрывающий нанотрубку.

Исследования, проводившиеся командами из Дании и Германии являются частью европейского проекта NANOHAND, финансируемого Евросоюзом.

О своей работе ученые сообщили в декабрьском выпуске журнала Nanotechnology от 2008 года.


Источник: NanoNewsNet