De magische wereld van Shrinky Dinks - een kunst- en handwerkmateriaal dat sinds de jaren zeventig door kinderen wordt gebruikt - heeft zijn intrek genomen in een laboratorium van de Northwestern University. Een team van nanowetenschappers gebruikt de flexibele plastic platen als de ruggengraat van een nieuwe goedkope manier om, testen en massaproductie van grote oppervlaktepatronen op nanoschaal.

"Iedereen die goedkope toegang tot nanoschaalpatronen op grote oppervlakken nodig heeft, kan profiteren van deze methode, " zei Teri W. Odom, universitair hoofddocent chemie en Dow Chemical Company Research Professor aan het Weinberg College of Arts and Sciences. Odom leidde het onderzoek. "Het is een simpele, goedkope en high-throughput nanopatterning-methode die in elk laboratorium kan worden gedaan."

Details van de solvent-assisted nanoscale embossing (SANE) -methode worden gepubliceerd door het tijdschrift Nano-letters . Het werk zal ook verschijnen als het omslagverhaal van de uitgave van februari 2011 van het tijdschrift.

De methode biedt ongekende mogelijkheden om de elektronische, fotonische en magnetische eigenschappen van nanomaterialen. Het regelt ook gemakkelijk de grootte en symmetrie van een patroon en kan worden gebruikt om miljoenen kopieën van het patroon over een groot gebied te produceren. Mogelijke toepassingen zijn apparaten die profiteren van patronen op nanoschaal, zoals zonnecellen, vertoningen met hoge dichtheid, computers en chemische en biologische sensoren.

"Geen enkele andere bestaande methode voor nanopatronen kan zowel prototypen van willekeurige patronen met kleine scheidingen maken als ze reproduceren over wafels van 15 cm voor minder dan $ 100, ' zei Odom.

Beginnend met een enkel hoofdpatroon, de eenvoudige maar potentieel transformatieve methode kan worden gebruikt om nieuwe meesters op nanoschaal te maken met variabele tussenruimten en functiegroottes. SANE kan de afstand tussen patronen tot 100 procent vergroten en ze in één stap verlagen tot 50 procent. louter door het polymeersubstraat (het Shrinky Dinks-materiaal) uit te rekken of te verwarmen (krimpen). Ook, SANE kan de grootte van kritische kenmerken tot 45 procent verkleinen in vergelijking met de master door gecontroleerde zwelling van polymeervormen met patronen met verschillende oplosmiddelen. SANE werkt van nanoschaal tot macroschaal.

Biologen, scheikundigen en natuurkundigen die nu nog niet bekend zijn met nanopatronen, kunnen SANE gebruiken voor onderzoek op nanoschaal. Degenen die aan zonne-energie werken, gegevensopslag en plasmonics zullen de methode bijzonder nuttig vinden, zei Odom.

Bijvoorbeeld, in een plasmonische toepassing, Odom en haar onderzoeksteam gebruikten de patroonvormingsmogelijkheden om metalen nanodeeltjes-arrays te genereren met continu variabele scheidingen op hetzelfde substraat.

SANE biedt een manier om drie grote uitdagingen in nanofabricage aan te gaan vanuit hetzelfde - en één - masterpatroon:(1) programmeerbare array-dichtheden creëren, (2) het verkleinen van de grootte van kritische functies, en (3) het ontwerpen van verschillende en herconfigureerbare roostersymmetrieën over grote gebieden en op een massaal parallelle manier.