Mikrotransfer: Die bonbonartige Mischung kann Muster auf mikroskopisch kleine Objekte drucken

Muster aus Scheiben, Ringen oder mikroskopisch kleinen Buchstaben können Mikrorobotern oder dehnbaren elektronischen Geräten hinzugefügt werden, die eine geschmolzene Zuckermischung enthalten.

von Carmela Badavich Callahan

Eine bonbonähnliche Zuckermischung, die mit kleinen Metallscheiben oder -ringen besetzt war, wurde verwendet, um Muster auf mikroskopisch kleinen Objekten aufzubringen. Diese Methode zum Erstellen von Texturen auf kleinen Objekten könnte für biomedizinische Roboter oder flexible Elektronik nützlich sein.

Um Mikrobots oder kleinen elektronischen Schaltkreisen mehr Funktionalität zu verleihen, dekorieren Forscher ihre Oberflächen oft mit Mustern aus kleineren Objekten wie Magneten. Sie fertigen diese Komponenten oft auf einer flachen, sauberen Oberfläche und stanzen sie dann auf den größeren Körper.

Sie genau auf diese Weise anzubringen, wird schwierig, wenn die Empfängerobjekte nicht glatt sind, sagt Gary Zabow vom National Institute of Standards and Technology in Colorado. Er fand heraus, wie man Zucker und Maissirup verwendet, um selbst den unregelmäßigsten und grobkörnigsten Objekten subtile Muster zu verleihen.

Zuerst ordnete er mikrometergroße Scheiben und Ringe aus Silber oder Platin in einem Muster an, wie eine Matrix oder einen Buchstaben, und goss dann eine warme Mischung aus Zucker und Maissirup darüber. Das Hinzufügen von Mais verhindert, dass der Zucker kristallisiert und das Muster stört. Die Zutaten werden in der Mischung suspendiert, während sie sich zu etwas Ähnlichem wie Bonbons verfestigen. Szabo trug diese härtende Mischung dann auf das Objekt auf, das er formen wollte, und erwärmte es erneut, indem er es um das darunter liegende Objekt verteilte und umwickelte – wie Jolly Rancher-Bonbons, die in der Sonne schmelzen. Schließlich löste er die Zuckermischung mit Wasser auf, und die darin suspendierten Bestandteile blieben nur auf der Oberfläche des Objekts.

Szabo testete die Methode an Dingen, die von mikrometergroßen Metallwürfeln und Glasperlen bis hin zu Pollen, einzelnen Haaren und roten Blutkörperchen reichten. Da Zucker nicht giftig ist, könnte diese Methode möglicherweise zur Herstellung von Mikrorobotern und Nanopartikeln verwendet werden, die in der Biomedizin in den menschlichen Körper gelangen.

Laut Cunjiang Yu von der Penn State University funktioniert die Methode besser als viele aktuelle Techniken zur Modellierung sehr kleiner Objekte. Es könnte sich gut für die Herstellung flexibler Elektronik eignen, die neben vielen anderen Anwendungen in biologisches Gewebe oder tragbare Geräte integriert werden kann, sagt er.

Diese Art der Mikroübertragung steckt noch in den Kinderschuhen, und Szabo möchte, dass andere Forscher sie ausprobieren. “Ich hoffe, dass anderen Leuten Dinge einfallen, an die ich noch nicht gedacht habe. Es scheint einfach zu sein, mehr zu experimentieren – man nimmt eine Jolly Rancher-Süßigkeit und es funktioniert”, sagt er.