Micropatrones: la mezcla similar a un caramelo puede imprimir patrones en objetos microscópicos


Se pueden agregar patrones de discos, anillos o letras microscópicos a microrobots o dispositivos electrónicos elásticos con una mezcla de azúcar disuelta

Física


24 noviembre 2022

Granos de polen a los que se les han depositado discos microscópicos con una sustancia parecida a un caramelo

Gary Zabow/Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST)

Se ha utilizado una mezcla de azúcar similar a un caramelo duro tachonado con pequeños discos o anillos de metal para depositar patrones en objetos microscópicos. Este método de crear textura en objetos pequeños podría ser útil para robots biomédicos o electrónica flexible.

Para dar más funcionalidad a los robots microscópicos o a los pequeños circuitos electrónicos, los investigadores a menudo adornan sus superficies con patrones de objetos aún más pequeños, como imanes. A menudo fabrican estos componentes en una superficie plana y limpia y luego los estampan en el objeto más grande.

Pero aplicarlos con precisión de esta manera se vuelve difícil cuando los objetos receptores no son uniformes, dice Gary Zabow del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Colorado. Descubrió cómo usar azúcar y jarabe de maíz para agregar micropatrones incluso a los objetos más irregulares y dentados.

Primero dispuso discos y anillos de plata o platino del tamaño de una micra en un patrón, como una matriz o una letra, y luego vertió una mezcla tibia de azúcar y jarabe de maíz sobre ellos. Agregar maíz evita que el azúcar se cristalice y interrumpa el patrón. Los componentes se atascaron en la mezcla mientras se solidificaba en algo similar a un caramelo duro. Luego, Zabow puso esta mezcla endurecida sobre el objeto que quería modelar y la recalentó, de modo que se esparció y envolvió el objeto debajo, como un caramelo duro Jolly Rancher que se derrite al sol. Finalmente, disolvió la mezcla de azúcar con agua, y solo los componentes que estaban atrapados en ella permanecieron en la superficie del objeto.

Crédito a Gary Zabow/NIST, el color amarillo si es falso, y la imagen muestra

Imagen en falso color de letras hechas de oro que fueron transferidas a un mechón de cabello

Gary Zabow/NIST

Zabow probó el método en objetos que iban desde cubos de metal del tamaño de una micra y cuentas de vidrio hasta granos de polen, cabellos individuales y glóbulos rojos. Él dice que debido a que el azúcar no es tóxico, este método podría usarse potencialmente para fabricar microrobots y nanopartículas que ingresan al cuerpo humano en biomedicina.

Cunjiang Yu de la Universidad Estatal de Pensilvania dice que el método funciona mejor que muchas técnicas existentes para modelar objetos muy pequeños. Podría ser una buena combinación para fabricar dispositivos electrónicos flexibles que puedan integrarse en tejidos biológicos o dispositivos portátiles, entre muchas otras aplicaciones, dice.

Este tipo de micropatrones aún está en pañales y Zabow quiere que otros investigadores lo prueben. “Espero que otras personas piensen en cosas que yo aún no he pensado en probar. Parece bastante fácil experimentar más: simplemente tomas un dulce Jolly Rancher y funciona”, dice.

Referencia de la revista: CienciasDOI: 10.1126/ciencia.add7023

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