دانشمندان بخش علوم مولكولي آزمايشگاه ملي چين و دانشكده شيمي دانشگاه پكينگ، روشي براي استفاده از بالهاي جيرجيرك دشتي به عنوان بلوكهاي چاپ در مقياس نانو، پيدا كردهاند.
به گزارش سرويس فنآوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، روش آنها مبتي بر ليتوگرافيِ نانوچاپي (nanoimprint lithography or NIL) ميباشد و ميتواند براي ساخت پوشش لنزهاي ضد بازتابش و همچنين ساخت بسترهاي بهبود يافته براي اسپكتروسكوپي رامان سطحي بهبود يافته (surface-enhanced)، مورد استفاده قرار گيرد.
جيرجيركهاي دشتي بيشتر در نواحي گرمسير زندگي ميكنند و به خاطر اندازه بزرگ (طول جيرجيركهاي بالغ به دو اينچ ميرسد) و صداي بلندشان، در ميان شاخ و برگها به آساني پيدا ميشوند.
بال آنها توسط هزاران برآمدگي ريزِ شبيه ستون پوشانده شده است، به طوري كه نور فرودي را پراكنده كرده و مانع بازتابش آن ميشوند. هر كدام از اين ستونهاي مخروطي شكل، ارتفاعي معادل چهارصد نانومتر داشته و به صورت مايل و با زاويه 30 درجه نسبت به سطح، روي آن قرار گرفته است.
اين محققان با استفاده از NIL، قالبهاي بسيار دقيقي از اين الگوها ساختهاند. آنها ابتدا بال را كاملاً تميز كرده و سپس آن را روي لايه گرم شدهاي از پلي متيل متاكريلات (PMMA)، با فشاري مناسب قرار دادند. پلي متيل متاكريلات مادهاي است كه اغلب براي ساخت قالبها مورد استفاده قرار ميگيرد. با برداشتن بال، آرايههايي از نانوچاه (ساختارهاي بال به صورت معكوس) روي قالب PMMA ايجاد ميشود. اين قالبها براي كپي كردن نانوساختارهاي مزبور، روي گستره وسيعي از سطوح قابل استفاده ميباشند.
جين زانگ از دانشگاه پكينگ در اين باره ميگويد: با استفاده از بال جيرجيرك دشتي به عنوان مهر، قادر هستيم تا نانوساختارهاي طبيعي را روي سطوح، كپي كنيم در حالي كه ساخت اين نانوساختارها با روشهاي معمول بسيار مشكل است.
سطح بال جيرجيركهاي دشتي با مادهاي موم شكل پوشانده شده و اين ماده مانع چسبيدن بال به قالب پلاستيكي ميشود.
اين مساله مزيتي براي بالها در روش NIL محسوب ميشود، زيرا ديگر نيازي به استفاده از ماده ضد چسبيدن كه به طور معمول در روشهاي NIL مورد استفاده قرار ميگيرد، نميباشد؛ پس از اين كه قالب PMMA سرد و محكم گشت ميتوان الگويِ روي آن را با استفاده از فرآيندهايي مثل قلمزني يوني واكنشپذير (RIE) ، به يك بستر سيليكوني منتقل كرد. بسترهاي سيليكوني كه پس از قلمزنيِ مزبور ساخته ميشوند، داراي آرايههايي منظم از نانوچاه در سطح خود ميباشند. تحقيقات اخير نشان داده است كه چنين سطحي ميتواند مانع بازتابش نور شود؛ بنابراين اين بسترهاي سيليكوني، براي استفاده در لنزها و ابزارهاي نوريِ ضد بازتابش بسيار مناسب ميباشند؛ به همين ترتيب ميتوان نانوستونهاي فلزي را با پوششدهي لايهاي از فلز روي قالب، ساخت.
به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فنآوري نانو، اين نانوستونها در اپتيك ميدان نزديك و SERS مورد استفاده قرار ميگيرند. مطالعاتي كه اخيراً توسط يك گروه استراليايي انجام گرفته حاكي از آن است كه نانوستونهاي طلا و نقره ساخته شده از بال جيرجيرك دشتي، براي توليد بسترهاي SERS بسيار مناسب ميباشند.
اين فرآيند مقرون به صرفه است اما هنوز در اين زمينه مشكلاتي وجود دارد. به عنوان نمونه، بسترهاي سيليكونيِ توليد شده به وسيله قلمزني، يكنواخت نيستند و حتي تعدادي از نانوچاهها با يكديگر تداخل پيدا ميكنند. به همين دليل، به نظر ميرسد كه PMMA، پوششي ايدهآل براي فرآيند قلمزني مزبور نميباشد و لازم است كه موادي متفاوت و همچنين زمانهاي قلمزني متفاوت، مورد بررسي قرار گيرند.
علاوه بر آن، هر بال فقط چند بار ميتواند براي ساخت قالب، مورد استفاده قرار گيرد.
زانگ در اين باره گفت: "يكي از مشكلات اساسي اين فرآيند اين است كه هر مهر (بال) تنها چند بار قابل استفاده است زيرا فشار و گرماي اعمال شده در حين ليتوگرافيِ نانوچاپي، ساختار روي مهر (بال) را تغيير ميدهد.