Το ασπρόμαυρο... νανοπορτρέτο
Το ασπρόμαυρο πορτρέτο, αρκετά λεπτομερές για να διακρίνει κάποιος το διάσημο μειδίαμα της Τζιοκόντα, δημιουργήθηκε με μια τεχνική που θα μπορούσε να έχει ευρείες εφαρμογές στη βιομηχανία, αναφέρουν οι δημιουργοί του στο Langmuir, μια εξειδικευμένη επιθεώρηση της Αμερικανικής Εταιρείας Χημείας.
Το σημαντικό είναι ότι η νέα τεχνική επιτρέπει τον έλεγχο χημικών αντιδράσεων στις διαστάσεις της νανοκλίμακας: το πορτρέτο σχηματίζεται από μόρια των οποίων η συγκέντρωση μπορεί να μεταβάλλεται σημείο προς σημείο.
Η τελική εικόνα έχει πλάτος 30 μικρόμετρα, ή χιλιοστά του χιλιοστού, και κάθε εικονοστοιχείο (pixel) καταλαμβάνει πλάτος περίπου 125 νανομέτρων ή 0,125 μικρομέτρων. Συγκριτικά, μια μέση ανθρώπινη τρίχα έχει πάχος 100 μικρόμετρα.
Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Τζόρτζια ζωγράφισαν τη Mini Lisa με ένα μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM), ένα σύστημα εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης, το οποίο απεικονίζει πολύ μικρά αντικείμενα σαρώνοντάς τα με μια αγώγιμη ακίδα.
«Κλειδί» η θερμοκρασία της ακίδας του μικροσκοπίου
Το μικροσκόπιο είχε τροποποιηθεί ώστε η ακίδα να μπορεί να θερμαίνεται ελεγχόμενα. «Ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία, μπορέσαμε να ελέγξουμε ορισμένες χημικές αντιδράσεις ώστε να δημιουργήσουμε μεταβολές στις συγκεντρώσεις των μορίων στη νανοκλίμακα» εξηγεί o υποψήφιoς διδάκτορας Κιθ Κάρολ, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης.
Αυτό προσέφερε την ακρίβεια που απαιτείται για τη δημιουργία πολύπλοκων χημικών εικόνων όπως η Mini Lisa.
Όπως επισημαίνει ο Κάρολ, το σημαντικότερο στοιχείο όσον αφορά τις εφαρμογές είναι η δυνατότητα δημιουργίας μιας κλίσης (διαβάθμισης) στη συγκέντρωση χημικών μορίων σε πολύ μικρές διαστάσεις.
Πολλαπλές εφαρμογές
Αυτό θα μπορούσε να αποδειχθεί χρήσιμο στην ανάπτυξη ηλεκτρονικών κυκλωμάτων από γραφένιο, ή ακόμα και στην οπτοηλεκτρονική και την εμβιομηχανική.
Ήδη, η ερευνητική ομάδα έχει συναρμολογήσει ένα σύστημα που φέρει πέντε ακίδες αντί για μία, γεγονός που θα αυξήσει σημαντικά την ταχύτητα της μοριακής ζωγραφικής, καθώς και το μέγεθος του καμβά.
Οι ερευνητές εκτιμούν μάλιστα ότι τα αντικείμενα που θα μπορούσαν να παραχθούν με τη νέα τεχνική θα είναι σχεδόν ένα δισεκατομμύριο φορές μεγαλύτερα από τη Mini Lisa.