Rumah Mungil di Dunia:Struktur Mikro 20 Mikrometer
- Dengan menggunakan mikroskop elektron, para ilmuwan membangun rumah mikro terkecil di dunia.
- Panjangnya hampir 20 mikrometer, dibangun di atas serat optik yang dibelah.
- Eksperimen ini merupakan cara yang menyenangkan untuk mendemonstrasikan keakuratan dan fleksibilitas µRobotex.
Bekerja pada skala nano adalah tugas yang sangat sulit. Ini melibatkan banyak bahan kompleks, teknik perakitan, dan desain robot untuk mengembangkan struktur mikro-origami.
Kini para ilmuwan di Femto-ST Institute, Perancis, telah mengembangkan cara baru untuk bekerja dalam skala kecil. Mereka menggunakan mikroskop elektron pemindaian berkas ganda (SEM)/ berkas ion terfokus (FIB) dengan robot 6 derajat kebebasan untuk membuat rumah mikro terkecil di dunia.
Mereka menyadari, untuk pertama kalinya, pembuatan pola dan perakitan dengan presisi kurang dari 2 nanometer, yang dapat bermanfaat untuk aplikasi robotik dan optik di masa depan.
Bagaimana Mereka Membuatnya?
Mereka menggabungkan komponen perakitan nano dalam ruang vakum, dan mengatur mikroskop elektron untuk mengamati keseluruhan proses. Caranya mirip dengan membuat dadu besar dari selembar kertas, namun memerlukan alat dan teknik yang canggih.
Pembuatan pola, pelipatan sendiri, dan pemasangan rumah mikro
Peneliti menggunakan FIB [seperti gunting] untuk memotong dan membentuk [kertas] membran silika rumah. Setelah melipat dinding ke lokasi yang diinginkan, mereka menggunakan sistem injeksi gas FIB [pada konfigurasi daya rendah] untuk memperbaiki tepi struktur.
Untuk mendemonstrasikan fleksibilitas dan keakuratan sistem, mereka dengan lembut membubuhkan pola ubin pada atap struktur. Dalam keseluruhan proses pembangunan rumah ini, sistem harus fokus pada area kecil berukuran 300*300 mikrometer untuk menembakkan ion ke membran silika.
Atas izin peneliti | Institut Femto-ST
Untuk melakukan ini, 2 insinyur mengoperasikan robot melalui beberapa komputer. Meskipun beberapa langkah telah diotomatisasi, para peneliti berharap dapat mengotomatiskan seluruh proses perakitan di masa mendatang.
Referensi: Jurnal Sains &Teknologi Vakum | doi: 10.1116/1.5020128
Mengapa Mereka Melakukan Ini?
Eksperimen ini merupakan cara yang menyenangkan untuk mendemonstrasikan cara kerja [fleksibilitas dan akurasi] µRobotex – sebuah platform untuk mengkarakterisasi dan merakit struktur kecil secara mikro yang dimensinya kurang dari 10 mikrometer. Tujuannya adalah untuk membekali para ilmuwan di bidang teknologi mikro dan nano dengan peralatan canggih dan kompetitif di tingkat internasional.
Dengan bantuan sistem μRobotex, para insinyur dapat membangun struktur mikro yang difungsikan untuk mengidentifikasi molekul tertentu dengan menempatkan struktur mikronya sendiri pada serat optik. Serat ini kemudian akan dimasukkan ke daerah yang tidak dapat diakses atau sulit diakses, seperti pembuluh darah untuk mendeteksi molekul target.
Selain itu, hasil eksperimen menunjukkan bahwa mengintegrasikan robot mikro dengan ruang vakum SEM menawarkan cara untuk memperluas cakupan fasilitas ruang bersih untuk membangun struktur mikro tiga dimensi dengan bahan yang berbeda.
Para peneliti juga mengusulkan mekanisme baru untuk memproduksi beberapa jenis fungsi optik untuk menjebak cahaya, berdasarkan kristal nano-fotonik, kisi, antena, tabung nano karbon, biosensor 3-D dengan origami, dll.
Baca:Mikroskop Elektron Transmisi Kini Dapat Melihat Nanopartikel Dalam 4D
Saat ini, para ilmuwan sedang berupaya untuk lebih menyempurnakan sistem tersebut; Mereka ingin membangun struktur yang lebih kecil dan memasangnya pada tabung nano karbon, dengan radius sekecil 10 nanometer.
