I ricercatori della Swinburne University of Technology e della University of Science and Technology of China hanno sviluppato una tecnica a basso costo che promette bene per una vasta gamma di applicazioni scientifiche e tecnologiche.

Hanno combinato la stampa laser e la forza capillare per costruire complessi, microstrutture autoassemblanti utilizzando una tecnica chiamata autoassemblaggio capillare assistito da stampa laser (LPCS).

Questo tipo di autoassemblaggio è visto in natura, come nei piedi di geco e nella foglia di salvinia, e gli scienziati hanno cercato di imitare queste strutture multifunzionali per decenni.

I ricercatori hanno scoperto che possono controllare la forza capillare, la tendenza di un liquido a salire in tubi stretti o ad essere aspirato in piccole aperture, modificando la struttura superficiale di un materiale.

"Utilizzando tecniche di stampa laser possiamo controllare le dimensioni, geometria, elasticità e distanza tra minuscoli pilastri – più stretti della larghezza di un capello umano – per ottenere l'autoassemblaggio che desideriamo, "Dottor Yanlei Hu di Swinburne, disse. È l'autore principale di uno studio pubblicato sulla prestigiosa Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

La stampa laser ultraveloce produce una serie di nanobarre verticali di varie altezze. Dopo il processo laser, il materiale viene lavato in un solvente di sviluppo utilizzando un metodo simile alla lavorazione tradizionale del film in camera oscura. La differenza di forza capillare governata dalla gravità crea pilastri di proprietà fisiche disuguali lungo assi diversi.

"Una possibile applicazione di queste strutture è nei sistemi di rilascio di trappole per micro-oggetti su chip che sono richiesti nelle analisi chimiche e nei dispositivi biomedici, ", ha detto il co-autore, il dottor Ben Cumming.

I ricercatori hanno dimostrato la capacità delle strutture LPCS di catturare e rilasciare selettivamente microparticelle.

"Questa strategia ibrida per la preparazione di strutture gerarchiche è caratterizzata da semplicità, scalabilità ed elevata flessibilità rispetto ad altri approcci all'avanguardia come la fotolitografia, litografia a fascio di elettroni e replicazione di modelli, " Direttore del Centro di Microfotonica a Swinburne, Professor Min Gu, disse.

"Inoltre, le celle assemblate possono essere utilizzate come micropinze automatiche per l'intrappolamento selettivo e il rilascio controllabile, suggerendo molte potenziali applicazioni nel campo della chimica, biomedicina e ingegneria microfluidica".

Il documento "La struttura gerarchica della stampa laser con l'ausilio dell'autoassemblaggio controllato a capillare" è stato pubblicato nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .