I produttori producono tecnologia di fascia alta per lo più dall'alto verso il basso con macchinari di grandi dimensioni, ma piccole particelle possono costruire strutture dal basso verso l'alto. Una sfida importante è che queste particelle si aggregano facilmente insieme. La fisica di Leida Daniela Kraft ha sviluppato un metodo per sfruttare questo fenomeno. Ha pubblicato i suoi risultati in ACS Nano .

Costruzioni

Chip di computer più piccoli, casse acustiche strette, fotocamere in miniatura; continuiamo a puntare su tecnologie più piccole e complesse, da portare con noi o per applicazioni come la chirurgia. Allo stesso tempo, è sempre più difficile costruire componenti complessi su scale sempre più piccole. Così, potrebbe essere molto più conveniente costruire strutture dal basso verso l'alto, utilizzando minuscoli mattoncini. Questa è la ricerca del gruppo di ricerca della fisica di Leida Daniela Kraft. Sta lavorando a un metodo per costruire strutture da colloidi, particelle più grandi delle nanoparticelle ma troppo piccole per essere viste a occhio nudo. interessante, i colloidi operano completamente da soli, come elementi costitutivi indipendenti.

pezzi

Questo campo di ricerca è ancora agli inizi, ma Kraft e il suo dottorato di ricerca. la studentessa Vera Meester ha ora fatto un enorme balzo in avanti sviluppando un metodo per utilizzare una grande barriera a proprio vantaggio. "I colloidi hanno una forte tendenza ad aggregarsi, "dice Kraft. "Normalmente, questa è una brutta notizia, ma li lasciamo andare avanti e ci assicuriamo che in seguito si riorganizzino nella struttura desiderata".

Controllo

Controllano il processo di costruzione aggiungendo sale o olio alla soluzione colloidale in momenti specifici. Ciò consente loro di controllare le forze attrattive di Van der Waals e la tensione superficiale. Sotto l'influenza di queste forze, i pezzi di forma casuale si gonfiano e si riconfigurano in un modo specifico. Il tipo e la concentrazione di sale e olio determinano quali strutture formano i colloidi. Testando diverse combinazioni, Kraft ora sa come creare una serie di strutture di base, da un semplice manubrio a forma di dipiramide pentagonale. "I teorici hanno già previsto che tipo di utili strutture più grandi possiamo costruire con questi blocchi di base, ma in pratica non si sa mai cosa accadrà realmente".

Robot medici

Una volta che i fisici hanno ottenuto una conoscenza sufficiente su come comandare i colloidi per costruire strutture specifiche, supereranno il limite che i produttori affrontano dal loro approccio dall'alto verso il basso andando nella direzione opposta:dal basso verso l'alto. In questo modo, saranno in grado di fabbricare dispositivi in ​​miniatura che attualmente sono al di fuori della portata dell'industria convenzionale. Kraft dice, "Nel futuro, potremmo costruire piccoli interruttori della luce o robot medici. Perché lavoriamo dal basso verso l'alto, non saremo limitati rispetto alla complessità, materiali o scale di lunghezza."