گروهی از محققان آمریکایی در روشی جدید موفق به ایجاد الگوهای نانومقیاس فوق‌العاده هموار روی فیلم‌های فلزی شدند. آنها امیدوارند این روش همانند فناوری‌های مشابه سیلیکونی، کاربرد وسیعی در حسگری زیست شیمیایی، طیف نگاری رامان و فوتوولتائیک بیابد.
ایجاد الگوهای نانومقیاس در فیلم‌های فلزی
آرایه نانوحفرههای فلزی، مواد ایده‌الی برای کاربرد در حسگرهای زیستی هستند. اما به‌دلیل پرهزینه بودن تولیدآنها (که در حال حاضر تنها با استفاده از فرایندهای لیتوگرافی و حکاکی امکانپذیر است) و نیز زبری سطوح فیلم‌های فلزی که موجب پراکندگی‌های نوری ناخواسته و میرایی امواج پلاسمون‌های سطحی در این آرایه‌ها می‌شود، تاکنون امکان استفاده از این مواد در کاربردهایی از قبیل حسگرهای زیست شیمیایی، طیف نگاری رامان و فوتوولتائیک امکانپذیر نبود.
اخیرا گروهی از محققان در دانشگاه مینسوتا با همکاری محققانی از آزمایشگاه ملی لس آلاموس با بررسی پدیده انتقال فوق‌العاده نور (EOT) درآرایه‌ای از نانوحفرههای پلاسمونیکی (شامل پلاسمون‌ها، پلاریتون‌ها و اکسایتون‌های سطحی) و به‌کارگیری روش جدیدی به‌نام الگودهی نواری موفق به رفع این مشکل شدند.
به این منظور آنها ابتدا با انجام لیتوگرافی به‌روش نانومهرزنی، قالب‌هایی سیلیکونی با نانوحفره‌هایی عمیق ساخته و با رسوب دادن فلز روی آن، توانستندآرایه‌های فوق‌العاده همواری از نانوحفرههای فلزی را در ابعاد سانتی متری تولیدکنند که به گفته آنها از الگوهای نانومقیاسی مشابه با ویفرهای سیلیکونی برخوردارند.
نوریس و همکارانش برای زیست سازگار شدن الگوهای به‌دست آمده، نانوحفرههای نقره‌ای نوارکشی شده را با پوسته‌هایی از جنس دی اکسید سیلیسیوم روکش کردند. به این ترتیب پروتئین‌ها، آنتی بادی‌ها و دیگر مولکول‌های زیستی به‌راحتی می‌توانستند به این سیلیکا متصل شده و زمینه مناسبی برای اتصال حسگرهای نانوحفره‌ای پلاسمونیکی به انواع مختلفی از زیست مولکول‌ها و غشاهای چربی به‌وجود آورند.
به گفته این محققان استفاده از این روش (که در حسگری زیستی پلاسمونیکی کاربرد خواهد داشت) با توجه به امکان به‌کارگیری فناوری‌های شناخته شده و پرکاربرد مربوط به فرآوری سیلکونی وعدم نیاز به الگودهی مستقیم فیلم‌های فلزی، به‌تسریع پیدایش ابزارهای نانوحفره‌ای کمک خواهد کرد. همچنین امکان استفاده مجدد از قالب‌های سیلیکونی برای ساخت تعداد بسیار زیاد دیگری از آرایه‌های نانوحفره‌ای فلزی و عدم نیاز به استفاده از روش‌های پرهزینه لیتوگرافیکی یکی از مهمترین مزایای این روش به‌شمار می‌آید.
این محققان امیدوارند علاوه‌بر تولید نانوحفرههای فلزی در آینده بتوان از این قالب‌های نواری در ساخت انواع مختلفی از نانوساختارهای فلزی از قبیل نوک‌های فوق‌العاده نازک، توری‌ها و مواد چند لایه نیز استفاده نمود. لازم به‌ذکر است نتایج این تحقیق در نشریه ACS Nano منتشر شده است.
