微型房屋的屋頂，顯示了離子槍可以聚焦在一個300×300微米區域的新能力。
來自法國貝桑松市的一個納米機器人團隊組裝了一個新的微型機器人系統，它推動了光學納米技術的前沿。通過結合現有的幾種技術，該納米工廠（μRobotex nanofactory）在一個大真空室中建立了微型結構，並將其組件固定在具有納米精度的光纖尖端上。最新的《真空科學與技術》雜誌報道了這種微型建築，介紹了研究人員如何操作離子槍、電子束和精細控制的機器人導航，進一步推進了光學傳感技術的發展。
到目前為止，實驗室的光纖技術還沒有用於納米組裝的機器人制動器，因此在這種精度下工作會阻礙工程師構建微結構。而這種創新允許小型化傳感元件安裝在光纖尖端上，這樣工程師就可以看到和操作不同的部件。隨著技術的不斷髮展，像人類頭髮一樣細的光纖可以進到傳統工具難以接近的位置，比如噴氣式發動機和血管，以檢測輻射水平或病毒分子。
“這是我們第一次用不到2納米的精度實現裝配，這對於機器人和光學領域來說是一個非常重要的進展。”文章作者Jean-Yves Rauch說道。
法國工程師將納米組裝的所有技術組件——聚焦離子束、氣體噴射系統和微型可操作機器人——組裝在真空室中，並利用顯微鏡來觀察組裝過程。
建造一個微型房子就像用一張紙摺疊一個大型骰子，但是納米級組裝需要更精密的工具。聚焦離子束就像剪刀一樣，來切割或劃破房子的二氧化硅薄膜“紙”。一旦牆壁摺疊到位，就在離子槍上選擇較低的功率設置，利用氣體噴射系統將結構的邊緣固定到位。最後利用低功率的離子束和氣體噴射，輕輕地在屋頂上繪製瓷磚圖案，這一步強調準確性和靈活性。在這個過程中，離子槍只能聚焦在300*300微米的範圍內，將離子注入到纖維尖端和硅膜上。Rauch解釋說，兩名工程師在多臺電腦上工作，以控制這一過程。許多步驟已經自動化，但在未來，該團隊希望機器人的各個階段都可以自動化裝配。
現在，利用μRobotex系統，工程師們正在構建功能化的微結構，通過將微結構附著到光纖上來檢測特定分子。該團隊希望能建造更小的結構並將其固定在直徑只有20到100納米的碳納米管上，從而進一步拓展該技術的極限。
編譯：Coke 審稿：alone 編輯：程建蘭
來源： https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180518102729.htm
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