นักดนตรีเมืองที่เล็กที่สุดของโลกในรูปแบบ 3 มิติ

ลาสุนัขแมวและไก่มีความสูงเพียงขนหนา

SEM ภาพของนักดนตรีเมือง© Nanoscribe
อ่านออกเสียง

ไม่ใช่แค่มินิ แต่เป็นไมโคร: ด้วยตาเปล่านักดนตรีเมืองเบรเมนจึงไม่เป็นที่รู้จักอีกต่อไป อย่างน้อยก็ไม่ใช่ตัวแปรสามมิติซึ่งขณะนี้นักวิจัยของเบรเมนและคาร์ลสรูเฮ่ได้ผลิตโดยใช้สิ่งที่เรียกว่า สี่ของลา, สุนัข, แมวและไก่นั้นสูงเพียงเส้นผมหนา

หากตาดีนักดนตรีทั้งสี่อาจยังคงมองเห็นเป็นจุด แต่หลักฐานการดำรงอยู่ของพวกเขาสามารถทำได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM)

พื้นหลังของเด็กเล่นหรือจริงจัง?

สิ่งที่อาจดูเหมือนว่าเป็นกลไกมีพื้นหลังอย่างจริงจัง สำหรับการวิจัยของเขาสถาบันเทคโนโลยีลำแสงประยุกต์ (BIAS) ที่มหาวิทยาลัยเบรเมินกำลังมองหาระบบที่สามารถผลิตวัตถุขนาดเล็กมากโดยใช้กระบวนการพิมพ์หินด้วยเลเซอร์

นี่คือวิธีการในการสร้างและทำซ้ำโครงสร้างสองมิติและสามมิติโดยใช้แสงเลเซอร์และวัสดุแสง วิธีการดังกล่าวถูกนำมาใช้เพื่อสร้างโครงสร้างในเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ในการผลิตชิปคอมพิวเตอร์ รอยเส้นลวดลายบนชิปเกิดขึ้นจากกระบวนการเปิดรับแสงซึ่งคล้ายกับการพัฒนารูปถ่ายที่เลเยอร์ไวแสงบนกระดาษถ่ายภาพสีขาวถูกสัมผัสผ่านฟิล์มที่เป็นลบและจึงเริ่มกระบวนการทางเคมีในเลเยอร์

พื้นผิวทั้งหมดของกระดาษภาพถ่ายที่ไม่ได้ส่องสว่างจะเป็นสีขาว พื้นที่ที่สัมผัสจะตอบสนองแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความเข้มของแสงตกกระทบ กระบวนการพิมพ์หินด้วยเลเซอร์มีความซับซ้อนมากขึ้น แต่ทำงานบนหลักการเดียวกัน แสดงผล

ระบบ Nanoscribe ทดสอบตามมาตรฐานที่รู้จักกันทั่วโลก

ข้อกำหนดของนักวิทยาศาสตร์เบรเมนสำหรับการทำงานของระบบที่ต้องการนั้นเป็นที่ต้องการอย่างมากและนักวิจัยของ BIAS คอลลินทันก์วาร์ทได้ทำการค้นหาทั่วโลก เขาพบสิ่งที่เขากำลังมองหาในบาเดน - เวือร์ทเทมแบร์ก บริษัท Nanoscribe ใน Eggenstein-Leopoldshafen ใกล้ Karlsruhe มีความรู้ที่จำเป็นและอุปกรณ์ที่เหมาะสม ตอนนี้มันเป็นเพียงตัวอย่างเพื่อแสดงให้เห็นว่าระบบ Nanoscribe สามารถทำอะไรได้บ้าง "ทำไมไม่สาธิตสิ่งนี้บนพื้นฐานของแรงจูงใจที่มีชื่อเสียงระดับโลก" ศาสตราจารย์ราล์ฟบี. เบิร์กแมนจาก BIAS กล่าว

นักดนตรีขนาดเล็กเกิดขึ้นได้อย่างไร ...

และนักดนตรีจิ๋วก็เกิดขึ้นได้อย่างไร? คุณสามารถจินตนาการได้อย่างง่ายดายเหมือนการเขียนหรือการวาดสามมิติ: ลำแสงเลเซอร์ทำหน้าที่เป็นดินสอไม่ได้เขียนบนกระดาษ แต่ใช้ช่างภาพที่ถูกนำไปใช้กับสไลด์กล้องจุลทรรศน์ เลเซอร์นี้เป็นเลเซอร์พัลเซด femtosecond ซึ่งแสงรวมที่ให้มานั้นจะเน้นไปที่ระบบเลนส์ ในการโฟกัสนี้ตรงที่พลังงานของลำแสงมีขนาดใหญ่ที่สุดเลเซอร์พัลส์นี้จะมีคุณสมบัติพิเศษ ในคำอื่น ๆ : เหลาไม่สามารถดินสอนี้ แทบจะไม่มีความละเอียดที่ดีกว่าสำหรับการผลิตวัตถุสามมิติ

ในการโฟกัสของแสงเลเซอร์พัลเซดที่รวมอยู่นี้แสงไวแสงจะดูดซับพลังงาน: แสงจะดูดซับแสงกระบวนการทางเคมีเกิดขึ้นและการรักษาแล็กเกอร์ที่จุดนี้ ผู้เชี่ยวชาญพูดถึงกระบวนการสองโฟตอน สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากความหนาแน่นพลังงานสูงมากในพื้นที่ส่วนกลางของแสงโฟกัสของเลเซอร์นี้ ระบบดำเนินการโครงสร้างที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

Donkey, สุนัข, แมวและไก่ ine Sabine Nollmann

ภาพวาด 3 มิติเป็นพื้นฐาน

ข้อมูลทางเรขาคณิตของนักดนตรีเมืองเบรเมน (รูปแบบดิจิทัลสามมิติ) ถูกสร้างขึ้นใน BIAS “ ภาพวาด 3 มิติเหล่านี้มีขอบเขตที่กำหนดให้ระบบพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตทั้งหมดสำหรับการเปิดรับแสง” นักวิทยาศาสตร์ของ BIAS Dankwart อธิบาย แต่ถึงแม้ว่ากระบวนการเปิดรับแสงจะเสร็จสมบูรณ์คุณจะไม่เห็นอะไรเลยเขายังดำเนินต่อไป ในขั้นตอนสุดท้ายผู้ที่ยังไม่ได้รับการรักษาวัสดุจะถูกลบออก - จากนั้นพวกเขาจะไปที่นั่นนักดนตรีเมืองเบรเมนที่ประมาณ 80 micrometres gro เช่นสูงถึงค่าเฉลี่ยเท่านั้น เส้นผมของมนุษย์มีความหนา

และ BIAS ต้องการอะไรในระบบ? Bergmann อธิบายว่า: "Optics เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักของเวลาของเรา ความสำคัญของพวกเขาครอบคลุมมากกว่าผลิตภัณฑ์เช่นกล้องอุปกรณ์การแพทย์โทรศัพท์มือถือหรือหน้าจอ เทคโนโลยีออพติคัลยังมีบทบาทสำคัญในหลาย ๆ ด้านเช่นการพัฒนาวัสดุและกระบวนการผลิตใหม่การประกันคุณภาพหรือเทคโนโลยีสารสนเทศและการปรับให้เหมาะสมสำหรับเครื่องแปลงพลังงานสำหรับการหมุนเวียน

โครงสร้างนาโน 3 มิติสำหรับแอพพลิเคชั่นทางแสง

สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพต่อไปของที่มีอยู่หรือการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ยังต้องปรับขนาดเลนส์ นี่คือสิ่งที่ทีมนักวิทยาศาสตร์ทำรอบ Bergmann “ ความเป็นไปได้ของออพติกแบบดั้งเดิมนั้นค่อนข้าง จำกัด ” เขากล่าว สำหรับการพัฒนาใหม่จำเป็นต้องใช้องค์ประกอบแสงแบบเลี้ยวเบน - แสง

ด้วยแสงเหล่านั้นแสงสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในลักษณะที่ยืดหยุ่นได้มากกว่าตัวอย่างเช่นเลนส์ออพติกทั่วไป แต่องค์ประกอบเหล่านี้มีขนาดโครงสร้างที่เล็กกว่าความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้มาก ด้วยระบบใหม่ - ซึ่งเร็ว ๆ นี้จะอยู่ในห้องปฏิบัติการโครงสร้างนาโนใหม่ของ BIAS - นักวิจัยสามารถผลิตโครงสร้างนาโน 3 มิติดังกล่าวสำหรับการใช้งานด้านออพติคอล

(idw - สถาบัน BIAS Bremen สำหรับเทคโนโลยีลำแสงประยุกต์, 24.09.2009 - DLO)