REFLEX: tehnika ispisivanja uzoraka mikročipova uz pomoć šećera

Industrija poluvodiča potrošila je milijarde dolara na usavršavanje tehnika ispisa za stvaranje čipova. Doseg tih ispisa sad bi se mogao proširiti jeftinim komadićem slatkiša

Mladen Smrekar srijeda, 30. studenog 2022. u 06:00
Procesom nazvanim REFLEX nizovi diskova veličine mikrona preneseni su na vrh igle
Procesom nazvanim REFLEX nizovi diskova veličine mikrona preneseni su na vrh igle

Gary Zabow, zaposlenik američkog Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju NIST,  odlučio je zakopati mikroskopske magnetske točkice u tvrde bombone i podijeliti ih kolegama u biomedicinskom laboratoriju. Igrom slučaja, jedan je komadić šećera s nizom umetnutih mikromagnetskih točkica zaboravio u čaši; šećer se s vremenom rastopio i obložio dno čaše gnjecavom kašom. Zabow je oprao čašu, a pažnju mu je privukao trag nalik dugi na njenom dnu. Boje su pokazivale da su nizovi mikrotočaka zadržali svoj jedinstveni uzorak.

Boje pokazuju da su nizovi mikrotočaka zadržali svoj jedinstveni uzorak
Boje pokazuju da su nizovi mikrotočaka zadržali svoj jedinstveni uzorak

Ovaj slatki nered dao mu je ideju i Zabow se zapitao može li se obični konzumni šećer koristiti za prenošenje snage mikročipova na nove i nekonvencionalne površine? Nalazi njegovog istraživanja ovih su dana objavljeni u časopisu Science.

Nekonvencionalne površine

Poluvodički čipovi, površine s mikrouzorcima i elektronika oslanjaju se na mikrotisak, proces stavljanja preciznih, ali sićušnih uzoraka širokih milijunti do milijarditi dio metra na površine kako bi im se dala nova svojstva. Tradicionalno, ti sićušni labirinti od metala i drugih materijala tiskani su na ravnim silikonskim pločicama. Ali kako se mogućnosti za poluvodičke čipove i pametne materijale šire te zamršene, sićušne uzorke pokušava se ispisati na novim, nekonvencionalnim, neravnim površinama.

Obrasci se mogu prenijeti poput šablone
Obrasci se mogu prenijeti poput šablone

Izravno ispisivanje uzoraka na takvim površinama nije jednostavno pa znanstvenici prenose otiske. Fleksibilne trake i plastika mogu obaviti posao, ali te čvrste tvari teško se prilagođavaju oštrim krivuljama i kutovima. Uz to, za sobom mogu ostaviti plastiku ili kemikalije koje se teško uklanjaju, što ih čini nesigurnima za biomedicinsku upotrebu.

Kombinacija šećera i sirupa

Dakako, postoje tehnike kod kojih materijal za prijenos pluta na površini vode, a ciljana se površina gura kroz nju. No, s tekućinom koja slobodno teče nije lako postaviti otisak na željeno mjesto. Ali, kako je otkrio Zabow, tu pomaže jednostavna kombinacija karameliziranog šećera i kukuruznog sirupa.

Materijali s uzorkom mogli bi se prenijeti s izvornog čipa na vlakna ili mikro zrnca
Materijali s uzorkom mogli bi se prenijeti s izvornog čipa na vlakna ili mikro zrnca

Kad se otopi u maloj količini vode, ova se šećerna mješavina može preliti preko mikro šara na ravnoj površini. Nakon što voda ispari, slatkiš se stvrdne, zajedno s ugrađenim uzorkom. Potom se stavlja preko nove površine i topi. Kombinacija šećera/kukuruznog sirupa održava visoku viskoznost dok se topi, dopuštajući da uzorak zadrži svoj raspored dok teče preko zavoja i rubova. Šećer se potom ispere vodom, ostavljajući samo uzorak.

REFLEX tehnika

Koristeći ovu tehniku, nazvanu REFLEX (REflow-driven FLExible Xfer), obrasci mikro krugova mogu se prenijeti poput šablone kako bi znanstvenici ili proizvođači mogli urezivati ​​i ispunjavati materijale na pravim mjestima. Ili bi se materijali s uzorkom mogli prenijeti s izvornog čipa na vlakna ili mikro zrnca za potencijalne biomedicinske ili mikrorobotičke studije ili preko oštrih ili zakrivljenih površina unutar novih uređaja.

Koristeći šećer i kukuruzni sirup, Zabow je zlatnim slovima ispisanu riječ NIST prenio na ljudsku kosu
Koristeći šećer i kukuruzni sirup, Zabow je zlatnim slovima ispisanu riječ NIST prenio na ljudsku kosu

Tehnika se pokazala uspješnom za širok raspon površina, uključujući ispisivanje na oštrom vrhu pribadače i ispisivanje riječi "NIST" zlatnim slovima u mikro razmjerima na ljudskoj kosi. Uspjelo im je i prebacivanje mikrometarskih magnetskih diskova na konac.

Ispitivanja mogućnosti REFLEX-a se nastavljaju, a istraživačima je jasno da bi ovaj proces mogao otvoriti nove mogućnosti u raznim područjima, od elektronike preko optike do biomedicinskog inženjerstva.

📢 12 rata beskamatno

LAPTOPI

Velika ponuda laptopa za rad, igru ili učenje!

198,95€ 1.498,99 kn Kupi

📢 Besplatna dostava

MONITORI

Upotpuni svoj laptop većim ekranom!

101,99€ 768,44 kn Kupi


Vitki i snažni zvučnici

ACOUSTIC ENERGY AE120

Glatku i široku disperziju visokih frekvencija s čistim srednjim rasponom i munjevitim basom.

778,95 € 5.869,00 kn Kupi

Pravi doživljaj zvuka kao s pozornice

JBL Stage A180

6.5-inčni 2,5-sistemski samostojeći zvučnici, frekvencijski odziv: 40-40 000 Hz, osjetljivost: 90 dB, preporučena snaga pojačala: 20-220 W

549,00 € 4.136,44 kn 573,00 € Akcija