آب در فناوری نانوساخت جایگزین حلال‌های صنعتی می‌شود

به گزارش ایسنا، قرار دادن ۵۰ میلیارد ترانزیستور در میکروچیپ اندازه ناخن یک شاهکار است که نیاز به روش‌های تولید با دقت درحد نانومتر دارد؛ این روش‌ها شامل اقداماتی نظیر لایه‌بندی فیلم‌های نازک، سپس اچینگ و استفاده از فتولیتوگرافی هستند. این فرایندها به شدت به حلال‌هایی که مواد را حمل کرده و رسوب می‌کنند، وابسته هستند.

در حال حاضر محققان به رهبری فیورنزو امنتو و فرانک سی دبله از دانشگاه تافتز، رویکردی ارائه کردند که در آن از آب به جای حلال‌های صنعتی استفاده می‌شود. با این کار می‌توان فرآیند تولید را زیست‌سازگار کرد و فرصت‌های جدیدی در تولید تجهیزات جدید باز کرد.

چالش در استفاده از آب به عنوان یک حلال این است که موادی که در هنگام تولید با آنها در تماس هستند، اغلب آبگریز هستند، به این معنی که آب را دفع می‌کنند.

فیورنزو امنتو و تیمش کشف کردند که بلوک پروتئین ساختمانی ابریشم به نام فیبروین ابریشم، بسته به میزان فیبروین، می‌تواند توانایی آب را در پوشش‌دهی مساوی تقریباً هر سطحی تقویت کند.

سایر سورفاکتانت‌ها که خاصیت آب را تغییر می‌دهند، در تولید تجاری برای حل این مشکل مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما فیبروین ابریشم می‌تواند در مقادیر قابل توجه کمتری استفاده شود، نتایج این کار کیفیت بالایی را ارائه می‌دهد و از نظر بیولوژیکی و سازگاری با محیط زیست شرایط بسیار خوبی را دارد.

فیورنزو امنتو می‌گوید: این نتایج فرصتی بزرگ در ساخت قطعات الکترونیکی باز می‌کند. نه تنها می‌توان مواد و فلزات محلول در آب را بر روی سیلیکون قرار داد، بلکه در انواع پلیمرها نیز می‌توان این کار را کرد. ما حتی می‌توانیم مولکول‌های بیولوژیکی را تقریباً در هر سطح با دقت نانومتری رسوب داده و چاپ کنیم.

فیورنزو امنتو و همکارانش این توانایی را در مطالعات قبلی نشان داده بودند، آنها یک ترانزیستور سیلیکونی بیولوژیکی ترکیبی ایجاد کردند که می‌تواند به محیط پاسخ دهد، انتقال بین پردازش دیجیتال و آنالوگ را انجام داده و حتی می‌تواند پیشرو در دستگاه‌های عصبی (مانند مغز) باشد.

به عنوان مثال، مولکول‌های بیولوژیکی در ترکیب با قطعات الکترونیکی برای تشخیص گلوکز در خون، آنتی‌بادی نشان‌دهنده عفونت و قطعات DNA برای شناسایی جهش، استفاده شده است، اما ادغام آنها در دستگاه‌های متداول مانند میکروچیپ می‌تواند امکان طراحی نسل بعدی زیست‌حسگرها و پردازنده ها را فراهم کند.

به نقل از ستاد نانو، نتایج این کار در مجله Nature Nanotechnology گزارش شده است.