Forskare utvecklar hål 60.000 gånger mindre än ett mänskligt hårstrå
Nytt process erbjuder extrem precision som kan revolutionera arbetssätt långt utöver medicinsk diagnostik.
KTH-doktoranden Fabio De Ferrari med kollegor har upptäckt ett kostnadseffektivt sätt att skapa ultrasmå porer i kisel - mindre än 5 nanometer i diameter.
Med hjälp av guldnanopartiklar och en metod som kallas metallassisterad kemisk etsning upptäckte forskarna också att processen har en självbegränsande effekt, som en borr som stannar automatiskt på precis rätt djup. Detta gör tekniken mycket exakt och skalbar.
Tillämpningar bortom medicin
Genombrottet, som publiceras i ACS Applied Materials & Interfaces , erbjuder ett alternativ till den högspecialiserade och dyra utrustning som vanligtvis krävs för att tillverka sådana små porer”, förklarar De Ferrari. Han är huvudförfattare till den nya studien.
”Medan traditionella metoder ofta förlitar sig på detaljerade tekniker, möjliggör vårt tillvägagångssätt batchbearbetning med hjälp av en effektiv kemisk reaktion.”
Eftersom metoden fungerar i befintliga produktionsprocesser för halvledare kan den även användas inom andra områden än medicin, t.ex. för att upptäcka sjukdomar, övervaka vattenföroreningar och analysera proteiner.
”De här nanoporerna är 60.000 gånger mindre än diametern på ett människohår”, förklarar han.
”Det mest överraskande var att guldnanopartiklar av olika storlek, från 10 till 40 nanometer, alla resulterade i nästan samma porstorlek på 3-4 nanometer.”
Mer tillgänglig och prisvärd
Resultaten, som har utvecklats vid KTH:s avdelning för mikro- och nanosystem , tar sofistikerad molekylär analys ett steg närmare klinisk användning i vardagen, vilket potentiellt kan främja individanpassad medicin över hela världen.
”Detta skulle kunna göra genetiska tester och proteinanalyser mer tillgängliga och prisvärda, ungefär som när billigare datachips gjorde smarttelefoner för en bredare befolkning”, förklarar De Ferrari.
Kontakta Fabio De Ferrari för ytterligare information.
Vetenskaplig artikel: Sub-5 nm Silicon Nanopore Sensors: Scalable Fabrication via Self-Limiting Metal-Assisted Chemical Etching , doi: 10.1021/acsami.4c19750
Nyfiken på Fabios forskning? Se videointervju nedan: