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新納米印刷工藝打造30微米世界最小“蒙娜麗莎”

2013-08-07 15:38 來(lái)源：光明網(wǎng) 責編：錢(qián)瑩

摘要：: 最近，美國喬治亞理工學(xué)院研究人員利用納米化學(xué)技術(shù)在世界最小的“畫(huà)布”做出了達・芬奇的名畫(huà)“蒙娜麗莎”，畫(huà)布表面只有約30微米寬，約為人發(fā)絲的1/3寬度。

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　　【CPP114】訊：最近，美國喬治亞理工學(xué)院研究人員利用納米化學(xué)技術(shù)在世界最小的“畫(huà)布”做出了達・芬奇的名畫(huà)“蒙娜麗莎”，畫(huà)布表面只有約30微米寬，約為人發(fā)絲的1/3寬度。研究人員指出，制作出這幅“迷你麗莎”證明了該技術(shù)能在微觀(guān)尺度隨意改變表面分子濃度，在納米設備制造中有很大應用潛力。相關(guān)論文在線(xiàn)發(fā)表于美國化學(xué)協(xié)會(huì )期刊《朗繆爾》（Langmuir）上。

要在亞微米尺度產(chǎn)生化學(xué)濃度的漸變非常困難，為了造出該畫(huà)作，研究人員利用了原子力顯微鏡和一種名為“熱化學(xué)納米印刷（TCNL）”的工藝。他們把一個(gè)加熱旋臂放在作畫(huà)材料的表面，一個(gè)像素、一個(gè)像素地生成了一系列局部納米化學(xué)反應，實(shí)現了胺基的化學(xué)漸變。該校博士生基思・卡羅爾說(shuō)，只改變每個(gè)位置的溫度，就能控制新生成分子的數量。溫度越高，該位置的分子濃度越高，陰影越淺，比如“迷你麗莎”的前額和手部位置。溫度越低，陰影越深，比如她的衣服和頭發(fā)。每個(gè)像素間隔125納米。

“通過(guò)調整溫度，我們能控制化學(xué)反應，在畫(huà)布表面產(chǎn)生納米級分子濃度的變化。”該研究領(lǐng)導、物理學(xué)院副教授珍妮弗・柯蒂斯說(shuō)，“對這些反應的空間限制提供了所需的精確度，細微到能生成像‘迷你麗莎’這樣的作品。”

研究人員希望該技術(shù)能擴展到其他材料�？碌偎拐f(shuō)：“我們設想將來(lái)的TCNL能在其他物理或化學(xué)性質(zhì)方面實(shí)現漸變模式，比如石墨烯的導電性。這一技術(shù)有著(zhù)廣泛應用，在納米電子學(xué)、光電子學(xué)和生物工程中，將人們帶進(jìn)前所未及的領(lǐng)域。”

據柯蒂斯介紹，該技術(shù)的另一優(yōu)勢是原子力顯微鏡。這一工具已相當普及，在熱控制中相對直接簡(jiǎn)便，使該技術(shù)能進(jìn)入學(xué)術(shù)或工業(yè)實(shí)驗室。

為了促進(jìn)TCNL納米制造設備，他們最近將5個(gè)熱旋臂結合成納米陣列，以提高生成速度。該技術(shù)提供了很高的空間分辨率，即使只有一個(gè)旋臂，速度也比目前其他方法要快�？碌偎贡硎�，希望TCNL能為納米打印提供新的選擇，用于比它本身要大10億倍以上的大表面或日常材料。

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