De onderzoeksruimte voor nanotechnologie groeit snel, met grote gevolgen voor de gezondheidszorg, consumentenelektronica, toezicht, en defensie-industrieën. Echter, een belangrijke beperking van dit onderzoek is het vermogen om deeltjes te creëren die variëren in vorm en functie op micrometer- of nanometerschaal.

Om deze beperkingen te overwinnen, chemische ingenieurs aan de Johns Hopkins University hebben zelfassemblerende deeltjes ontwikkeld die zijn geïnspireerd op origami, de traditionele Japanse kunst van het vouwen van papier tot complexe driedimensionale vormen. Een nieuw artikel in Jupiter ( Tijdschrift voor gevisualiseerde experimenten ) demonstreert de fabricage en het vouwen van deze deeltjes.

"In dit video-artikel we nemen het idee om deeltjes op te vouwen en demonstreren de technologie in twee toepassingen. Bij de eerste aanvraag de deeltjes verzegelen door lijmachtig materiaal aan de randen. In het tweede deel, we praten over structuren die zich herconfigureren als reactie op een stimulus, " zei auteur Dr. David Gracias van de Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland.

Dr. Gracias gebruikt een proces dat fotolithografie wordt genoemd om structurele ontwerpen en flexibele scharnieren op een 2D-oppervlak te etsen. Wanneer deze complexe patronen worden blootgesteld aan de juiste omgevingsdruk, ze kunnen worden gemanipuleerd om te vouwen en te verzegelen of te openen en te sluiten. Dit fabricageproces maakt het ook mogelijk om cruciale structurele patronen op 3D-deeltjes te printen, zoals Dr. Gracias uitlegt:"Patronen zijn vereist voor elektronische circuits, en we staan ​​toe dat patronen in 3D worden gebruikt. De toepassingen zijn talrijk, variërend van medicijnafgifte tot mechanische detectie, bio-sensing-technologieën die van toepassing zijn op detectie van bedreigingen, toezicht, en bij niet-invasieve chirurgie of biopsieën."

De auteurs zijn van mening dat de toepassingen van deze technologie verreikend zijn, en die videopublicatie in Jupiter zal de goedkeuring ervan door andere wetenschappers bespoedigen. "We hebben een nieuw platform ontwikkeld, zoals lassen, en we hopen dat het publiceren van de video het voor anderen waarschijnlijker maakt om dit platform te gebruiken, " Dr. Gracias legt uit. Hij vervolgt, "Een van de zorgen met scheikunde is dat de meeste scheikundigen werken met modellen die niet te zien zijn. Animatie en video's gepubliceerd in Jupiter zullen deze modellen veel gemakkelijker te begrijpen maken."

Dit videoartikel is gepubliceerd in JoVE Chemie , het nieuwste deel van Jupiter dat in februari 2013 werd gelanceerd. "Dit artikel onderstreept echt waarom we ervoor hebben gekozen om te openen JoVE Chemie , " zei Associate Editor Rachelle Baker over het artikel van Dr. Gracias. Ze vervolgt, "Niet alleen is scheikunde een fundamentele wetenschap, maar het is ook een ontmoetingsplaats voor interdisciplinair onderzoek met bio-engineering en natuurkunde. Een videoprotocol dat 2D-patronen op 3D-deeltjes van verschillende groottes mogelijk maakt, zal breed toepasbaar zijn voor andere onderzoeken in verschillende disciplines."