Australija koristi nanočestice za dizajn novog izvora svjetla koji pomaže poboljšati kvalitetu čipova i prinos

Grupa fizičara s Australskog nacionalnog sveučilišta (ANU) i Sveučilišta u Adelaideu nedavno je objavila da su razvojem novog izvora svjetlosti pomoću nanočestica uspjeli promatrati svijet iznimno malih objekata tisućama puta manjih od ljudske vlasi, što obećava da će dovesti do značajnog napretka u medicini i drugim tehnologijama.
Istraživanje bi moglo imati veliki utjecaj na medicinsku znanost pružanjem isplativog rješenja za analizu sićušnih objekata koji se prije nisu mogli "vidjeti" ni mikroskopom, a rad bi također mogao koristiti industriji poluvodiča poboljšanjem kontrole kvalitete u računalnim čipovima proizvodnja.
Tehnika Australskog nacionalnog sveučilišta koristi pažljivo dizajnirane nanočestice za povećanje frekvencije svjetlosti koju vide kamere i druge tehnike za faktor sedam. "Nema ograničenja" koliko se frekvencija svjetlosti može povećati, rekli su istraživači. Što je veća frekvencija, to je manji objekt koji vidimo s izvorom svjetlosti.
Tehnologija, koja zahtijeva samo jednu nanočesticu za rad, mogla bi se primijeniti na mikroskope kako bi pomogla znanstvenicima da povećaju svijet ultra-sitnih objekata s 10 puta većom rezolucijom od tradicionalnih mikroskopa. To će istraživačima omogućiti proučavanje objekata koji bi inače bili premali za vidjeti, poput unutarnje strukture stanica i pojedinačnih virusa. A mogućnost analize tako sićušnih objekata mogla bi pomoći znanstvenicima da bolje razumiju i bore se protiv određenih bolesti i zdravstvenih stanja.
"Tradicionalni mikroskopi mogu proučavati samo objekte veće od 10 milijuntog dijela metra. Međutim, postoji rastuća potreba u nizu područja, uključujući područje medicine, da se mogu analizirati maleni objekti manji od jedne milijarditog dijela metra," rekla je glavna autorica dr. Anastasiia Zalogina sa Škole za istraživanje fizike na Australskom nacionalnom sveučilištu i Sveučilištu u Adelaideu, "a naša tehnologija može pomoći u ispunjavanju ove potražnje."
Nanotehnologija razvijena na Australskom nacionalnom sveučilištu mogla bi pomoći u stvaranju nove generacije mikroskopa koji bi mogli proizvesti detaljnije slike, rekli su istraživači.
"Znanstvenici koji žele generirati jako uvećane slike vrlo malog objekta nanorazmjera ne mogu koristiti tradicionalni optički mikroskop. Umjesto toga, moraju se osloniti na mikroskopske tehnike super rezolucije ili koristiti elektronsku mikroskopiju za proučavanje ovih sićušnih objekata," primijetila je dr. Zalogina, " ali ova je tehnika spora i tehnologija je vrlo skupa, obično košta više od milijun dolara. Drugi nedostatak elektronske mikroskopije je da može oštetiti fine uzorke koji se analiziraju, dok optička mikroskopija ublažava ovaj problem."
Iako naše oči ne mogu otkriti infracrveno i ultraljubičasto svjetlo, potencijalno ih možemo "vidjeti" putem kamera i drugih tehnologija. Koautor dr. Sergey Kruk, također s Australskog nacionalnog sveučilišta, rekao je da su istraživači zainteresirani za dobivanje svjetlosti vrlo visoke frekvencije, također poznate kao "ekstremno ultraljubičasto". Ljubičastim svjetlom možemo vidjeti manje stvari nego crvenim. A s ekstremnim izvorom ultraljubičastog svjetla možemo vidjeti mnogo više od onoga što danas možemo vidjeti konvencionalnim mikroskopom.
Dr. Sergey Kruk rekao je da bi se tehnologija Australskog nacionalnog sveučilišta također mogla koristiti u industriji poluvodiča kao mjera kontrole kvalitete kako bi se osigurao pojednostavljeni proizvodni proces. "Računalni čipovi sastoje se od vrlo sićušnih komponenti s veličinama od gotovo milijarditog dijela metra. Tijekom proizvodnje čipova bilo bi korisno za proizvođače da koriste maleni izvor ekstremnog ultraljubičastog svjetla za praćenje procesa u stvarnom vremenu kako bi se svi problemi mogli riješiti rano dijagnosticirati."
Na ovaj način proizvođači mogu uštedjeti resurse i vrijeme u proizvodnji lošijih čipova, čime se povećava prinos proizvodnje čipova. Procjenjuje se da bi svaki 1 postotni porast u proizvodnji računalnih čipova mogao uštedjeti 2 milijarde dolara.
"Uspješna australska industrija optike i fotonike, koju predstavlja gotovo 500 tvrtki s približno 4,3 milijarde dolara ekonomske aktivnosti, stavlja naš visokotehnološki ekosustav u dobru poziciju za usvajanje novih izvora svjetlosti za pristup novim globalnim tržištima za nanotehnološku industriju i istraživanje." Napomenuo je dr. Sergey Kruk.