MIT打造了「缩小灯」!只要雷射光和尿布材料就能让物体迅速缩成千分之一

你觉得到了22世纪,世界上真的能发明出哆啦A梦的缩小灯吗?

最近,MIT研发出一种只要照雷射光,就能让物体缩小一千倍的技术,而且这个方法在物体变小之后,还不会恢复原状。

这张照片就是MIT研究团队利用「内爆制造」做出的3D奈米结构,再复杂的结构对于「内爆制造」来说,都能轻松缩小成一千倍。

只需要雷射光和尿布

最近,麻省理工学院(MIT)找到了一种可以迅速将物体缩小1,000倍的方法,这种方法不只快速,而且材料便宜又容易取得──只需要雷射光和聚丙烯酸(polyacrylate)──聚丙烯酸这种材料因为吸水效果非常好,通常在婴儿尿布里就能找到,在多数的生物工程实验室里也很常见。

几乎所有材质都适用

MIT将这项技术命名为「内爆制造」(implosion fabrication),不管是金属、量子点(quantum dot)或DNA,都能利用「内爆制造」的方式,迅速将该物体3D等比例缩小1,000倍。

负责这项研究的MIT神经网路与大脑认知科学专家波伊登(Edward Boyden)表示,科学家们已经花了数年的时间在寻找能够更方便制造奈米材料的技术,现在有了「内爆制造」,几乎就能让任何材料瞬间变成3D奈米尺度。

虽然现在的3D列印技术,已经可以「印出」奈米尺度的结构,但受限于技术上的限制,3D列印不像「内爆制造」可以应用在各种材质。

3D奈米尺度,方法有两种

在「内爆制造」之前,如果想要打造3D奈米尺度的材料,可以分成两种方法。

第一种方法是利用光先在面板上蚀刻(etching)出2D平面图案,再将2D平面层层叠起,变成3D立体结构,但这种方法既耗时又很有挑战性。

另一种方式则是利用3D列印技术,直接「印出」奈米尺度的物体。但受限于3D列印技术上的限制,用这种方法做出来的成品只能是特定的塑胶材质,在结构上也有一定的限制。

像照到缩小灯,一起缩小

但「内爆制造」和上述这两种方法都不一样,「内爆制造」不是从零开始做一个奈米尺度的材料,而是先有一个物体之后,接着像照了缩小灯一样,让物体等比例缩小成千分之一倍,如此一来就能轻松制作出更精巧、又是奈米尺度的物品。

 

这也是MIT研究团队利用「内爆制造」缩小而成的奈米结构。

「内爆制造」要怎么做?

在「内爆制造」开始之前,我们需要先准备好聚丙烯酸和萤光素(fluorescein)的胶状溶液,将想要缩小1,000倍的物体放进这个胶状溶液之后,利用雷射光照射,就让物体可以和整坨胶状溶液固定在一起。

脱水的力量「向内爆炸」

接下来只要在这一整坨胶状溶液当中加酸、脱水,就能让这一整坨胶状溶液利用脱水的力量向内爆炸,让整个东西等比例缩小后,就能获得每边缩小10倍、相当于体积缩小千分之一的物体了。

研究人员认为,未来要将「内爆制造」应用在光学、医疗和机器人领域都不是问题。

从手机镜头到机器人

关于「内爆制造」的应用范围,研究团队认为在光学和机器人领域可以做为「内爆制造」的第一步。例如:利用「内爆制造」打造一个专门研究光的特制镜头,或让智慧型手机的镜头、内视镜或显微镜的镜头变得更好、更精巧。

如果将「内爆制造」用来打造奈米尺度的电子设备或微型医疗机器人,未来在癌症治疗上,或许就能在癌症药物当中加入奈米尺度的机器人,患者将癌症药物和奈米机器人一起吞下肚后,就能用这个机器人寻找癌细胞「对症下药」。

以后在家就能做

由于「内爆制造」所需的材料都能轻松取得,所有的材料都没有毒性,或许未来这项技术就能让大众在学校或家里自行操作。

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    所有的伟大,都源于一个勇敢的开始!
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