یکی از مشکلات نانولیتوگرافی، ایجاد الگو روی یک سطح با استفاده از مولکول‌ها درشت است. اخیراً یک گروه تحقیقاتی از کره، موفق به ابداع نوک برای میکروسکوپ AFM شده‌است که می‌توان با آن، از طریق نانولیتوگرافی، مولکول‌های درشت را نیز روی یک سطح الگودهی کرد.
الگودهی سطح با استفاده از مولکول‌های درشت
یکی از مشکلات نانولیتوگرافی، ایجاد الگو
روی یک سطح با استفاده از مولکول‌ها درشت است. اخیراً یک گروه تحقیقاتی از
کره، موفق به ابداع نوک برای میکروسکوپ AFM شده‌است که می‌توان با آن، از
طریق نانولیتوگرافی، مولکول‌های درشت را نیز روی یک سطح الگودهی کرد.
نانولیتوگرافی غوطه‌وری، یکی از روش‌های تولید ساختارهای نانومقیاس است که
با آن می‌توان مدارات مجتمع، حسگرهای زیستی و تراشه‌های ژنی را ایجاد کرد.
در این روش از یک نوک نانومقیاس در میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده می‌شود تا
الگوها روی یک بستر به‌طور مستقیم ایجاد شود. اخیراً یک گروه تحقیقاتی در
کره‌ی جنوبی موفق به ساخت یک نوک نانومقیاسی شده‌اند که برای این روش مناسب
است. با استفاده از این نانوقلم می‌توان الگوهای پیچیده‌ای را ایجاد کرد.
این کار با استفاده از زیست‌مولکول‌هایی مانند ویروس‌ها با سرعت، دقت و
انعطاف‌پذیری بالایی انجام می‌شود. هر چند میکروسکوپ نیروی اتمی برای تعیین
ساختار سطوح طراحی شده‌است، اما تا به امروز از آن استفاده‌های دیگری نیز
شده‌است.
در روش نانولیتوگرافی غوطه‌وری، نوک
نانومقیاس همانند یک قلم به درون جوهر زده شده و مولکول‌ها همانند جوهر روی
بستر مناسب قرار داده می‌شود تا در نهایت نانوالگوهایی پیچیده ایجاد شوند.
عامل حیاتی در این فرایند، هلالی از مولکول‌های آب است که بین نوک و سطح
ایجاد می‌شود. این هلال مسیر انتقال جوهر – دی‌ان‌ای، پپتید با پروتئین –
را از نوک به سطح هموار می‌کند. با این حال مولکول‌های درشت امکان عبور از
مسیر هلال آب را ندارند. با نوکی که گروه ارائه کرده‌اند، می‌توان بر این
محدودیت غلبه کرد. این نوک جدید از جنس دی اکسید سیلیکون بوده و بر روی آن
پوششی از پلیمر زیست‌سازگار قرار داده شده‌است. این کار موجب تشکیل یک
شبکه‌ی پلیمری نانوحفره‌ای شده که اندازه‌ی حفرات آن بین ۵۰ تا چند صد
نانومتر است.
زمانی که نوک به داخل محلول حاوی زیست‌مولکول‌ها زده می‌شود، پلیمر محلول
را به خود جذب کرده و متورم شده و سپس تبدیل به ژل می شود. با نزدیک شدن
این نوک به سطح دارای پوشش آمینی، زیست‌مولکول‌ها از ژل جدا شده و وارد سطح
می‌شوند. از آنجا که حرکت زیست‌مولکول‌ها از ژل و وارد شدنشان به سطح با
مقاومت کمتری نسبت به مسیر حرکتی از طریق مولکول‌های هلالی آب است،
زیست‌مولکول‌های درشت نیز می‌توانند از نوک به سطح انتقال یابند.
پژوهشگران ذرات ویروس متصل به یک رنگ فلورسانس را روی نوک نشاندند و سپس
الگوهایی روی سطح ایجاد کردند، آنها با این کار توانستند ۱۰۰۰ نانونقطه‌ی
منفرد را روی سطح قرار دهند، بدون اینکه نیاز به غوطه‌ور کردن مجدد نوک به
درون محلول داشته باشند.
نتایج این پژوهش در نشریه‌ی Angewandte Chemie چاپ شده‌است.
