El muntatge robòtic de la casa més petita del món

Un equip de nanorobòtics francès de l'Institut Femto-ST de Besançon, va aconseguir un nou sistema de microrobots per promoure i impulsar les limitacions òptiques de la nanotecnologia. Combinant diverses tecnologies existents, la nanofactoria μRobotex construeix microestructures en una gran cambra de buit i fixa components en fils de fibra òptica amb precisió de nanòmetres.

Fins ara, les tecnologies de laboratori sobre la fibra no tenien a robòtics pel nano-ensamblatge, de manera que treballar a aquesta escala limitava molt als enginyers per construir microestructures. Aquesta innovació permet instal·lar elements de detecció miniaturitzats en la fibra perquè els enginyers puguin veure i manipular diferents components. Amb aquest avenç, les fibres òptiques tan primes com el cabell humà es poden inserir en llocs inaccessibles, com motors de reacció i vasos sanguinis per detectar nivells de radiació o molècules virals.

Per primera vegada es van poder realitzar patrons i muntatges amb menys de dos nanòmetres de precisió, que és un resultat molt important per a la robòtica i la comunitat òptica.
Els enginyers francesos van combinar tots els components tecnològics pel nano-ensamblatge: un feix de ions focalitzat, un sistema d'injecció de gas i un petit robot maniobrable en una càmera de buit i instal·lat en un microscopi per veure el procés de muntatge. Es va decidir construir una micro-casa a la fibra, per mostrar que s'és capaç de realitzar aquests tipus de muntatges de microsistemes, a la part superior d'una fibra òptica amb gran precisió.
El feix de ions centrat s'utilitza com a tisora ​​per tallar el paper de membrana de sílice de la casa. Una vegada que les parets es posen en posició, se selecciona una configuració a la pistola iònica de potència més baixa i el sistema d'injecció de gas uneix les vores de l'estructura en el seu lloc. La bomba de ions de baixa potència i la injecció de gasos després esclata de forma suau generant un patró de rajoles sobre el sostre, un detall que posa l'accent en la precisió i la flexibilitat del sistema.

En aquest procés, la pistola de ions havia de centrar-se en una àrea de només 300 micròmetres per 300 micròmetres per disparar ions a la punta de fibra i la membrana de sílice. Això, és molt difícil per poder pilotar el robot amb molta precisió en aquest punt creuat entre les dues parts. Per fer-lo possible, dos enginyers van treballar en diverses computadores per controlar el procés. Molts passos ja estan automatitzats, però en el futur l'equip espera automatitzar totes les etapes robòtiques de muntatge.
Ara, utilitzant el sistema μRobotex, aquests enginyers estan construint microestructures per detectar molècules específiques associant les seves microestructures a fibres òptiques. L'equip de nanorobòtics espera assolir encara més els límits de la tecnologia, mitjançant la construcció d'estructures més petites i la seva fixació en nanotubs de carboni, només de 20 nanòmetres a 100 nanòmetres de diàmetre.

Font: Institut Americà de Física