Wetenschappers van het IBM Research - Zurich Laboratory in samenwerking met de ETH Zürich zijn erin geslaagd om zogenaamde nanobuisjes - van slechts 25 bij 80 nanometer - op een zeer nauwkeurige en systematische manier op een oppervlak te positioneren met behulp van een speciaal oriëntatie- en printproces op nanoschaal. Om te bewijzen dat hun methode werkt, de wetenschappers construeerden een staande en een lopende Ampelmännchen (voetgangerpictogram op verkeerslichten) van selectief georiënteerde gouden nanobuisjes. Een interessante toepassing van deze methode zou kunnen zijn als het vervalsen van waardevolle voorwerpen zoals horloges, sieraden of kunstwerken.

Het wetenschappelijke tijdschrift Geavanceerde functionele materialen bevatte een artikel waarin dit werk werd beschreven in het nummer van 22 februari 2012. Onderzoekers hebben een oriëntatie- en afdrukproces op nanoschaal ontwikkeld waarmee ze elk willekeurig patroon kunnen afdrukken met een resolutie van individuele deeltjes. De publicatie beschrijft hoe deze methode het zelfs mogelijk maakt om langwerpige nanobuisjes specifiek in dezelfde richting te oriënteren - in de lengte of dwars - met behoud van de vaak unieke eigenschappen van de nanobuisjes.

Dr. Heiko Wolf, hoofd van het projectteam bij IBM Research - Zürich legt uit, "We gebruiken de oppervlaktespanning van water en een nanostructuursjabloon om de nanobuisjes te oriënteren. Ze kunnen vervolgens via een nanoprintproces naar een bepaald oppervlak worden overgebracht."

Dergelijke nanobuisjes, die kleiner zijn dan 100 nanometer, hebben vaak unieke eigenschappen. De niet-bolvormige deeltjes zijn van belang omdat bepaalde eigenschappen kunnen worden benut, afhankelijk van hun oriëntatie. Bijvoorbeeld, de optische eigenschappen van de gouden nanobuisjes die in deze experimenten worden gebruikt, kunnen worden gericht. Waargenomen door een polarisatiefilter, de kleur van het licht verandert afhankelijk van de oriëntatie van de buizen ten opzichte van het filter. Op deze manier, wetenschappers zijn erin geslaagd een staande rode Ampelmännchen en een lopende groene van hetzelfde soort nanobuisjes te maken, maar in verschillende richtingen georiënteerd. Slechts 60 micrometer meten, de Ampelmännchen® zijn ongeveer 2500 keer kleiner dan de originelen.

Geschikte processen om een ​​groot aantal nanostructuren of functionele deeltjes op een efficiënte en nauwkeurige manier op oppervlakken aan te brengen, zijn essentieel voor de praktische toepassing van veel nanotechnologie-innovaties. Deze geavanceerde druktechniek vormt een veelzijdige en krachtige fabricagemethode die zich zou kunnen lenen voor commerciële toepassingen zoals het maken van vervalsingen of in de elektronica- en IT-sectoren of voor energietechnologie.