روش جدید لیتوگرافی بر مبنای میکروسیالیت

پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست(MIT) از تلفیق دو روش لیتوگرافی موجود، روش جدیدی را برای ساخت ذرات پلیمری ابداع نموده اند.

پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست(MIT) از تلفیق دو روش لیتوگرافی
موجود، روش جدیدی را برای ساخت ذرات پلیمری ابداع نموده اند.

روش آنها که بر مبنای دیدگاه میکروسیالیت است، امکان الگودهی سه بعدی و
مداوم را فراهم کرده و در نتیجه تولید میکروذرات”Janus” با سطوحی که از نظر
شیمیایی متفاوتند را امکان‌پذیر می‌سازد. جی هیون و همکارانش، اصولی از
لیتوگرافی تداخلی ماسک- فاز (PMIL) و اصولی از لیتوگرافی جریان- ایست (SFL)
را ادغام نمودند.

در روش PMIL، نور از درون یک ماسک فازی الاستومری از جنس پلی ‌دی‌ متیل
سیلوکسان تابانده می‌شود تا الگوی تداخلی سه‌بعدی را بر روی مواد اولیه
پلیمرها ایجاد نماید. فرایند پلیمریزاسیون در نقاطی که شدت نور زیاد است،
انجام می‌شود. این روش امکان الگودهی سه‌بعدی در مناطق بزرگی از لایه‌های
نازک را فراهم می‌نماید، ولی شکل ساختار‌های تشکیل‌شده را محدود نموده،
عملکرد محدودی دارد.

از طرف دیگر، روش SFL، فرایند میکروسیالیت نسبتاً ساده‌ای داشته که امکان
انجام فرایند لیتوگرافی نوری بر روی جریانی از الیگومر‌ها را فراهم می‌نماید
که در حال حرکت است. ذرات میکرومتری زیادی می‌تواند طی فرایندی با ظرفیت
زیاد تولید شوند، اما این روش نیز محدود به جامدات دوبعدی با اندازه نسبتاً
بزرگ می‌شود.

این روش ترکیبی به نام SFIL، از مزایای دو روش PMIL و SFL استفاده می‌نماید،
ولی از معایب آنها دوری جسته است. این روش، به تاباندن نور به یک ماسک فازی
با ساختار سطح متناوب برای الگودهی سه‌بعدی هم نیاز دارد، ولی به‌دلیل
اینکه الگوی تداخل نور بر روی مواد اولیه پلیمر ـ که درون کانال‌های
میکروسیالیت هستند ـ پیاده می‌شود، تولید به‌صورت پیوسته بوده و ذرات تشکیل‌شده
در مناطقی که نور شدیدی دارند، بلافاصله به بیرون پرتاب می‌شوند.

پژوهشگران MIT از روش SFIL برای ساختن ساختار‌های سه‌بعدی با طول ۱- ۱۰۰۰μm
استفاده نموده‌اند.

ساختارهایی که از نظر شیمیایی نامتقارن هستند را نیز می‌توان با جریان دادن
همزمان دو مایع مختلف از درون کانال‌های میکروسیالیت و پرتودهی به مرز بین
آنها تولید نمود.

رابرت آ. استریت، از مرکز تحقیقاتی پالو آلتو، می‌گوید: “این روش می‌تواند
روش بسیار کارامدی برای ساخت ذراتی با شکل‌های مشخص باشد، اگرچه محدودیت‌هایی
نیز برای شکل و مواد استفاده شده وجود دارد. و چنانچه این گروه بتواند
محدوده اندازه را به زیر یک میکرومتر برساند و نانوذرات را تولید نماید،
کار بسیار جالب و جذابی خواهد بود.”

این محققان نتایج خود را در مجله Angew. Chem. Int. Ed. منتشر کرده‌اند.