Fabricação de Implosão: o MIT agora pode encolher estruturas a nanoescala

É chamado Fabricação Implosion. Eles ainda não conseguem encolher os humanos, mas podem imprimir uma versão bem pequena da maioria das formas que você escolher. O MIT responsável por este projeto inventou uma maneira de capturar a forma de um objeto e replicá-lo, encolhendo-o ainda mais em nanoescala após a secagem. É uma espécie de Ant Man and the Wasp (2018), mas um pouquinho diferente.

A equipe lidou com as limitações dos métodos atuais e mais complexos dos materiais de impressão 3D. Normalmente, isso exigia uma série de camadas empilhadas, “o que restringe a geometria tridimensional (3D)”. Em vez de imprimir no ar, a equipe usou um suporte de gel.

Dentro deste andaime de gel, objetos de muitos tipos foram fabricados usando hardware atual. Eles criaram uma maneira de tornar realidade a montagem direta de nanomateriais 3D em praticamente qualquer geometria 3D. Os nanomateriais utilizados nos testes incluíram metais, semicondutores e biomoléculas de vários tipos.

ACIMA: “Imagem SEM de gel reticulado e desidratado 20x, mostrando a ablação do substrato de gel correspondente a um quadrado e círculo padronizados após o uso de poderes excessivos do laser. No decorrer do desenvolvimento do manuscrito atual, descobrimos que a ablação por gel dessa forma poderia ser usada para gerar estruturas tridimensionais complexas, mas essas estruturas normalmente não sobreviveriam ao processo de desidratação. ”

ABAIXO:“ (A) imagens fotográficas de um gel antes (à esquerda) e depois (à direita) de encolhimento e desidratação (20x gel). (B) Medição da suavidade da microscopia de força atômica (AFM) realizada em um gel 10x retraído e desidratado, sem padrão, mostrando suavidade superficial na faixa nanométrica em faixas de comprimento de ~ 1 mícron. ”

"Usamos hidrogéis como andaimes para deposição volumétrica de materiais em pontos definidos no espaço", escreveram os pesquisadores. “Nós então padronizamos opticamente esses andaimes em três dimensões, anexamos um ou mais materiais funcionais e, em seguida, os reduzimos e desidratamos de maneira controlada para obter os recursos em nanoescala em um substrato sólido. O método para imprimir e encolher dessa maneira eles chamavam Implosion Fabrication, ou ImpFab. Por estarem imprimindo dentro de um andaime de gel de hidrogel (poliacrilato), eles podem criar arranjos 3D de materiais sem suporte próprio. Ao encolher, a equipe alcança “resoluções nas dezenas de nanômetros”.

Os pesquisadores usaram microscopia de dois fótons para identificar pontos dentro de seu hidrogel. Eles usam moléculas de fluoresceína como âncoras, permitindo a ligação com outros tipos de moléculas também adicionadas pelos pesquisadores. Edward Boyden, o Y. Eva Tan Professor em Neurotecnologia e professor associado de engenharia biológica e de ciências cerebrais e cognitivas no MIT, é um dos autores seniores da pesquisa.

“Você prende as âncoras onde você quer com a luz, e depois você pode anexar o que quiser às âncoras ”, disse Boyden. “Poderia ser um ponto quântico, poderia ser um pedaço de DNA, poderia ser uma nanopartícula de ouro.”

Após a estrutura estar completa, os pesquisadores adicionam um ácido que permite que o hidrogel (e a estrutura) a encolher. As cargas negativas no gel são bloqueadas e o gel se contrai. Com esse método, esses pesquisadores conseguem encolher estruturas aproximadamente mil vezes. Ciência absolutamente absurda em pleno vigor!

Para saber mais sobre esse assunto, dê uma olhada no artigo “Nanofabricação 3D por deposição volumétrica e contração controlada de andaimes padronizados”, conforme publicado esta semana na revista Science. De autoria de D. Oran el al., Este artigo pode ser encontrado com o código DOI: 10.1126 / science.aau5119 como publicado em 14 de dezembro de 2018.

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Via: Slash Gear