Sat Oct 19 2019

10 19

Micromachine bouwen met laserpincet

14/04/2016

Door Ad Spijkers

Onderzoekers van de leerstoel Laseranwendungstechnik van de Ruhr-Universität Bochum ontwikkelen kleine onderdelen die ze met behulp van een laserpincet aan elkaar zetten tot grotere objecten. Op deze manier hopen ze op een dag machines van een paar micron groot te bouwen.


     

De onderzoekers hebben verschillende verbindingstechnieken getest. Momenteel experimenteren ze met gedoteerde materialen waarmee ze voorwerpen bijvoorbeeld magnetisch of elektrisch geleidend kunnen maken.

Om de onderdelen samen te bouwen, gebruiken de onderzoekers zogeheten optische pincetten, waarvan de grijparmen bestaan uit zeer gerichte laserlicht. Hiermee kunnen ze objecten van slechts 0,5 micron tot 20 micron bewegen. De werkwijze kan worden gebruikt om in de toekomst zeer gevoelige techniek te produceren. Het is denkbaar dat de technici in de toekomst microrobot uit dergelijke modules zouden kunnen bouwen, bijvoorbeeld als als verdere uitwerking van minimaal invasieve chirurgie.

Omkeerbare verbindingen

De uitdaging is om de afzonderlijke componenten zodanig vorm te geven, dat ze met elkaar zijn te verbinden en wanneer nodig ook weer uit elkaar te halen zijn. Op dit punt worden de onderzoekers geleid door de grote wereld. De onderzoekers hebben al aangetoond dat onderdelen als kleine puzzelstukjes met elkaar kunnen worden verbonden en door hun vorm aan elkaar blijven zitten. Ook hebben ze met het optisch pincet al draaibare structuren geproduceerd.

De wetenschappers in Bochum maken hun modules in hun laboratorium met de twee-fotonen polymerisatie methode, een soort micro-3D printer. Een laserstraal belicht in een druppel fotolak de plaatsen die door een computermodel zijn vastgesteld. Aldus wordt het gewenste voorwerp gemaakt.

De onderzoekers onderzochten tegelijkertijd een aantal principes hoe ze de twee-foton polymerisatie en het optisch pincet konden combineren. Momenteel experimenten ze met gedoteerde materialen die zijn verrijkt met nanodeeltjes van bepaalde elementen die de polymeerstructuren functioneel (magnetisch of elektrisch geleidend) maken. Doelstelling van de wetenschappers is om op zekere dag twee-foton polymerisatie, optisch pincet en nano-doping in één apparaat te combineren. (foto: RUB, Damian Gorczany)