วิธีเลเซอร์สองเท่าทำให้เส้นบาง ๆ

มีเกลันเจโลไม่สามารถสกัดคุณลักษณะของเดวิดด้วยขอบของรถแบคโฮได้ แต่ความท้าทายดังกล่าวต้องเผชิญกับนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในโลกเล็ก ๆ น้อย ๆ ของนาโนลิโทกราฟี การเขียนขนาดเล็กมากที่ใช้ในการผลิตชิปคอมพิวเตอร์ เซลล์แสงอาทิตย์ และอุปกรณ์อื่น ๆ ขณะนี้มีรายงาน 3 ฉบับที่เผยแพร่ทางออนไลน์เมื่อวันที่ 9 เมษายนในScienceแนะนำวิธีการใหม่ในการลบและรูปแบบลายฉลุ โดยให้ความสำคัญกับเครื่องมือที่ใช้ในการแกะสลักและเขียนในโลกนาโนที่หดตัวอย่างไม่น่าเชื่อ

การวิจัย “สามารถก่อให้เกิดแนวคิดที่น่าสนใจและแนวทางใหม่ๆ 

ได้ทุกรูปแบบ” Greg Wallraff จาก IBM Almaden Research Center ในเมืองซานโฮเซ รัฐแคลิฟอร์เนีย กล่าว “นี่เป็นวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจจริงๆ”

เทคนิคนาโนลิโทกราฟีในปัจจุบันใช้แสงอุลตราไวโอเลตเพื่อแกะสลักลวดลายและภาพที่สามารถนำไปใช้ได้ เช่น จารึกวงจรบนชิปคอมพิวเตอร์ Nanolithography เป็นรูปแบบที่แม่นยำของ photolithography ซึ่งใช้พื้นฐานหลายอย่างร่วมกับการถ่ายภาพทั่วไป กล่าวคือ แสงจะฉายผ่านเลนส์ไปยังวัสดุที่ทำปฏิกิริยาเมื่อได้รับแสง สำหรับการประดิษฐ์วัตถุขนาดเล็กหรือหน้ากากที่ใช้สำหรับพิมพ์วงจร วัสดุนี้มักเป็นสารประกอบเหลวที่เรียกว่าโมโนเมอร์ ซึ่งจะกลายเป็นโพลิเมอร์ที่แข็งและเกิดซ้ำๆ เมื่อสัมผัสกับแสง

ความก้าวหน้าได้เกิดขึ้นจากการใช้แสงที่มีความยาวคลื่นที่เล็กลงและเล็กลงเพื่อสร้างรูปแบบการพิมพ์ แต่ตอนนี้แนวทางดังกล่าวมีข้อจำกัดส่วนหนึ่งเนื่องจากพฤติกรรมของแสงที่ความยาวคลื่นสั้นดังกล่าว และเทคนิคเหล่านี้ยังต้องใช้เลนส์ราคาแพงมหาศาลอีกด้วย

Robert McLeod แห่งมหาวิทยาลัยโคโลราโดที่โบลเดอร์

และเพื่อนร่วมงานของเขาตัดสินใจแทนที่จะใช้ลำแสงสองลำพร้อมกัน ลำแสงหนึ่งทำหน้าที่เป็นหมึก อีกลำหนึ่งเป็นยางลบ

การเล่นซอกับเคมีของวัสดุที่ไวต่อแสงเริ่มต้นทำให้แนวทางใหม่เป็นไปได้ นักวิทยาศาสตร์ได้เพิ่มส่วนผสมพิเศษ 2 ชนิด ได้แก่ ตัวริเริ่มที่ทำปฏิกิริยากับแสงสีน้ำเงิน และตัวยับยั้งที่ทำปฏิกิริยากับแสงยูวี เมื่อนักวิทยาศาสตร์ฉายแสงสีน้ำเงินผ่านเลนส์ไปยังโมโนเมอร์ ของเหลวจะดูดซับแสงและปล่อยอนุมูลอิสระที่หิวโหยเพื่อสร้างพันธะ และยึดเกาะกับโมโนเมอร์อื่นๆ และสร้างโพลิเมอร์แข็งในทุกที่ที่แสงสีน้ำเงินตกกระทบ

จากนั้นแสงยูวีจะทำหน้าที่เป็นยางลบ ทีมงานรายงานในScience

“ลองจินตนาการถึงการพยายามวาดเส้นที่ละเอียดมากด้วยปากกามาร์กเกอร์หนาๆ” McLeod กล่าว “เราทำให้เส้นหนานั้นบางลงได้ถ้าเรามียางลบ”

นักวิทยาศาสตร์ฉายแสง UV รอบๆ จุดที่เกิดจากแสงสีน้ำเงิน ซึ่งทำปฏิกิริยากับสารยับยั้งทางเคมีในโมโนเมอร์เหลว กระบวนการนี้ยังสร้างอนุมูล แต่สิ่งเหล่านี้จะฉกฉวยอนุมูลใกล้เคียงอื่น ๆ ที่ป้องกันการเกิดโพลิเมอไรเซชัน ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถหาเส้นแสงสีฟ้าที่ละเอียดมากได้โดยการส่องบริเวณรอบข้างด้วยแสงยูวี

John Fourkas แห่งมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ในคอลเลจพาร์คและเพื่อนร่วมงานรายงานแนวทางที่คล้ายกัน: ลำแสงเลเซอร์ที่เปิดใช้งานจะเกิดกระบวนการโพลิเมอไรเซชัน และลำแสงที่ยกเลิกการเปิดใช้งานจะเก็บโพลิเมอไรเซชันไว้

ตั้งแต่ดาราศาสตร์ไปจนถึงสัตววิทยา

สมัครรับข้อมูลข่าววิทยาศาสตร์เพื่อสนองความกระหายใคร่รู้ของคุณสำหรับความรู้สากล

ติดตาม

“คุณรู้ไหมว่าแสงที่ส่องไปบนวัสดุอุดฟันของคุณที่ทันตแพทย์” โฟร์ก้า กล่าว “ลองนึกภาพว่าถ้าคุณสามารถติดไฟดวงที่สองบนมันเพื่อควบคุมว่ามันจะแข็งตัวตรงไหน”

การแกะสลักด้วยแสงอาจช่วยให้นักวิจัยเหล่านี้ประดิษฐ์เฟืองเล็กๆ สำหรับเครื่องจักรขนาดเล็กหรือหน้ากากที่มีรายละเอียดประณีตเพื่อควบคุมตำแหน่งที่แสงตกกระทบวัสดุได้ คำมั่นสัญญาอีกประการหนึ่งคือการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่ดีขึ้น Rajesh Menon จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ในเคมบริดจ์กล่าว

ในรายงานฉบับที่สาม Menon และเพื่อนร่วมงานอธิบายถึงเทคนิคการถ่ายภาพด้วยแสงอีกวิธีหนึ่ง ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้แสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันสองแบบ แต่ในกรณีนี้ นักวิจัยได้ปิดกั้นแสงแทนที่จะลบมัน

นักวิจัยวางฟิล์มที่ไวต่อแสงไว้บนวัสดุที่ต้องการสร้างลวดลาย เมื่อสัมผัสกับแสงยูวี ฟิล์มจะโปร่งใส ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถ “ตัด” หน้าต่างได้ทุกที่ที่ต้องการ สร้างลายฉลุได้ตามต้องการ ซึ่งพวกเขาสามารถฉายแสงที่มีความยาวคลื่นอื่นเพื่อกัดวัสดุที่อยู่ข้างใต้

วิธีการนี้ใช้ไม่ได้กับการสร้างลวดลายเท่านั้น Menon กล่าว นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถพัฒนากล้องจุลทรรศน์ที่จะมองเข้าไปในระดับนาโนเพื่อให้นักชีววิทยาสามารถถ่ายภาพพฤติกรรมของโมเลกุลเดี่ยวในเซลล์ได้

“ในมุมมองของผม นี่เป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของภูเขาน้ำแข็งเท่านั้น” เขากล่าว

เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> แทงบอลออนไลน์