Как заставить наноразмерный провод точно следовать заданной траектории?
Перекресток: Сверхточное управление

Для решения этой задачи исследователи из NIST и Университета Мэриленда использовали микрогидродинамический «перекресток», на котором встречаются четыре наполненных жидкостью канала. К внешним частям этих каналов прикладывается электростатический потенциал, под воздействием которого жидкость начинает перемещаться. Данное явление — электроосмос — позволяет контролировать ориентацию и траекторию движения нанопровода, помещенного на «перекресток», с помощью изменения величины потенциала. Необходимые значения напряжения на электродах определяются автоматически на основании компьютерного анализа пространственного положения нанопровода в каждый момент времени.

Экспериментальная установка с размерами центральной части «перекрестка» 170 х 170 мкм продемонстрировала точность горизонтального перемещения около 600 нм, точность изменения ориентации — 5,4°.

Метод применим для работы с нанопроводами (а также объектами другой формы) из различных материалов, независимо от их электрических свойств, и может быть использован, например, для доставки химических веществ к отдельным клеткам, управления наноразмерными источниками излучения или создания микроскопических структур для обнаружения и контроля электромагнитных волн.

Флюоресцентный стержень длиной 10 мкм и толщиной 1 мкм следует заданной траектории, для обозначения которой на изображение наложена красная линия. Поток жидкости также заставляет стержень поворачиваться и выравниваться вдоль каждого отрезка траектории к тому времени, как центр масс достигает конца этого отрезка. Показана область размерами 160 х 70 мкм.

По пресс-релизу NIST