مواد و ساخت پیشرفته

گروهی از محققان در موسسه فناوری ماساچوست روشی را برای تولید اشیاء سه بعدی با هر شکلی، در مقیاس نانو ابداع کرده‌اند. با استفاده از این روش، می‌توان هر ماده‌ای را، از جمله فلزات، مواد نقاط کوانتومی و یا حتی DNA را در شکل و اندازه دلخواه ساخت. به گفته ادوارد بایدن، استاد گروه مهندسی زیستی، علوم شناختی و مغز این دانشگاه، در این روش با شکل‌دهی داربستی پلیمری با لیزر و افزودن مواد خاص به آن و سپس انقباض داربست به مقیاس هزار به یک، ساختارهایی قابل استفاده در اپتیک، پزشکی و رباتیک تولید می‌کنند. استفاده از مواد و ادواتی رایج در این روش، کاربرد وسیع آن را برای محققان و مهندسان ممکن می‌سازد.
روش‌های رایج تولید ساختارهای نانو، کند و پرچالش است. چاپ سه بعدی ساختارهای نانو نیز محدود به مواد خاصی همچون پلیمرها است که کارایی محدودی دارند. علاوه بر این، این روش‌ها امکان ساخت ساختارهای خود اتکا -self supporting structure- را دارند. یعنی مثلا ساخت زنجیری پیوسته و یا کره‌ای خالی مقدور نیست.
برای حل این مشکل، این تیم از ایده روش تصویر برداری انبساطی -expansion microscopy- استفاده کردند که مدت‌ها است در تصویر برداری با رزولوشن بالا از بافت مغز استفاده می‌شود. در این روش بافت در یک هیدروژل قرار گرفته و سپس منبسط می‌شود. در این حالت با استفاده از میکروسکوپ‌های معمولی می‌توان تصاویری با رزولوشن بالا به دست آورد. با معکوس کردن این روش، سازه در مقیاس بزرگتر ساخته شده و در هیدروژل قرار می‌گیرد و سپس منقبض می‌شود‌. این روش، ساخت انقباضی -implosion fabrication- نامیده شده است.
این تیم در حال حاضر در جستجوی کاربردهای مناسب برای این روش می‌باشند. از اولین گزینه‌ها، تولید لنزهای اپتیکی بسیار کوچک است که برای مطالعه خواص نور مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین از این روش می‌توان برای ساخت لنز های ریزتر برای تلفن همراه، میوروسکوپ و یا ادوات اندوسکوپی نیز بهره برد.
منبع:
https://m.phys.org/news/2018-12-team-method-nanoscale.html