(PhysOrg.com) -- Wetenschappers van Berkeley Lab hebben een revolutionaire robot ontwikkeld om nanokristallen te maken, in staat om nanokristallen te produceren met duizelingwekkende precisie. Deze unieke robot, genaamd WANDA, levert colloïdale nanokristallen met op maat gemaakte eigenschappen voor elektronica, biologische etikettering en lichtgevende apparaten. Aangezien deze robot wordt bestuurd door softwareprotocollen, beginnende gebruikers kunnen WANDA opdracht geven om complexe workflows uit te voeren waarvoor traditioneel uitgebreide scheikunde-ervaring vereist is.

Niet langer toe te schrijven aan menselijke fouten - Berkeley Lab-wetenschappers hebben een revolutionaire robot voor het maken van nanokristallen ontwikkeld, in staat om nanokristallen te produceren met duizelingwekkende precisie. Deze unieke robot levert colloïdale nanokristallen met op maat gemaakte eigenschappen voor elektronica, biologische etikettering en lichtgevende apparaten.

Deze robotingenieur heet WANDA (Workstation for Automated Nanomaterial Discovery and Analysis) en is ontwikkeld in samenwerking met Symyx Technologies van de Molecular Foundry, een U.S. Department of Energy User Facility in Berkeley Lab. Door de synthese van deze nanokristallen te automatiseren, WANDA omzeilt de problemen waarmee traditionele technieken worden geconfronteerd, die arbeidsintensief kunnen zijn en moeilijk te reproduceren zijn van het ene laboratorium naar het andere. Bovendien, WANDA's synthetische bekwaamheid kan onderzoekers helpen een groot, diverse pool van materialen voor specifieke toepassingen. Een dergelijke combinatorische benadering wordt al tientallen jaren gebruikt in de farmaceutische industrie en wordt nu toegepast op nanomaterialen in de Foundry.

“WANDA maakt nanokristallen van uitzonderlijke kwaliteit - elke keer weer - geoptimaliseerd voor verschillende toepassingen, ” zei Delia Milliron, Directeur van de Inorganic Nanostructures Facility bij de Molecular Foundry. "We bieden deze aan gebruikers en beginnen nu net WANDA te gebruiken om nieuwe nanokristalsamenstellingen met voordelige eigenschappen te ontdekken."

WANDA's vloeistofverwerkingsrobots bereiden en initiëren reacties door nanokristallen precursorchemicaliën in een reeks reactoren te injecteren. Nadat een reeks reacties is voltooid, de structurele en optische eigenschappen van deze nanokristallen kunnen snel worden gescreend, ook met behulp van geautomatiseerde methoden. WANDA is gehuisvest in een met stikstof gevulde kamer, ontworpen om te voorkomen dat zuurstof en water interageren met reactieve precursorchemicaliën en vers gevormde nanokristallen. Aangezien deze robot wordt bestuurd door softwareprotocollen, beginnende gebruikers kunnen WANDA opdracht geven om complexe workflows uit te voeren waarvoor traditioneel uitgebreide scheikunde-ervaring vereist is.

Milliron en haar co-auteurs van de Foundry and University of California, Berkeley, hebben WANDA de opdracht gegeven om een ​​gevarieerde reeks nanomaterialen te produceren en te optimaliseren onder omstandigheden die analoog zijn aan die welke worden gebruikt in de traditionele op kolven gebaseerde chemie. Beginnend met veel bestudeerde en praktisch bruikbare nanomaterialen, zoals cadmiumselenide kwantumdots, waarvan de grootte kan worden aangepast om verschillende kleuren zichtbaar licht uit te stralen - het team liet zien hoe WANDA de grootte kan optimaliseren, kristalstructuur en luminescentie-eigenschappen van verschillende nanokristallen.

“Deze technologie zal de manier waarop nanowetenschappelijk onderzoek wordt uitgevoerd veranderen, " zei Emory Chan, een senior wetenschappelijk medewerker bij de Molecular Foundry. “WANDA maakt niet alleen de optimalisatie en massaproductie mogelijk van nanodeeltjes die onze gebruikers nodig hebben, maar deze robot faciliteert ook experimenten die ons een dieper inzicht geven in de chemie en fysica van materialen op nanoschaal.”

Een paper waarin dit onderzoek wordt gerapporteerd met de titel, “Reproduceerbaar, high-throughput synthese van colloïdale nanokristallen voor optimalisatie in multidimensionale parameterruimte, ” verschijnt in het tijdschrift Nano Letters en is online beschikbaar in Nano Letters. Co-auteur van het artikel met Chan en Milliron zijn Chenxu Xu, Alvin Mao, bende Han, Jonathan Owen en Bruce Cohen.

Dit werk werd ondersteund door DOE's Office of Science.