Geraffineerde suiker is misschien slecht voor onze tanden en taille, maar een onderzoeker bij NIST in de VS heeft het calorische voedingsmiddel gebruikt om een biologisch vriendelijk proces te creëren dat zou kunnen worden gebruikt voor het maken van gebogen micro-elektronica. Met behulp van een techniek die hij per ongeluk ontdekte, Gary Zabow ingekapselde platte patronen van kleine deeltjes in vaste suiker en bracht de patronen vervolgens over op gebogen oppervlakken.
De micro-elektronica van vandaag wordt gemaakt door grote aantallen apparaten te integreren in platte chips - een techniek die in de loop van vele jaren is geperfectioneerd en complexe printprocessen omvat. Er is echter een groeiende wens om micro-elektronica te creëren met gebogen of flexibele vormen die geschikt zijn voor medische of biologische toepassingen. Het rechtstreeks printen van patronen op gebogen oppervlakken is een lastige zaak, dus onderzoekers hebben manieren ontwikkeld om patronen over te brengen van platte naar gebogen oppervlakken. Bij deze methoden worden echter vaak chemicaliën gebruikt die niet geschikt zijn voor het maken van biomedische apparaten. Andere technieken zijn drijvende patronen op het water, maar deze brengen andere uitdagingen met zich mee.
Gekonfijte magneten
Werkend in Boulder, Colorado, kwam Zabow op het idee om suiker te gebruiken toen hij kleine magnetische deeltjes naar collega's in een biomedisch laboratorium moest sturen. Hij ingekapseld een reeks van de deeltjes in vaste suiker. Vervolgens smolt hij een van de brokken op de bodem van een bekerglas en loste vervolgens de suiker op met water. Hij had verwacht dat de deeltjes de beker met de suikeroplossing zouden verlaten, maar tot zijn grote vreugde bleef het patroon op de bodem van de beker plakken.
Ingewikkelde suikerdruk helpt bij het bouwen van bloedvaten
Dit leidde tot de ontwikkeling van een nieuwe overdrachtstechniek die begint met het oplossen van suiker in water en glucosestroop - dit laatste is belangrijk omdat het voorkomt dat de vaste suiker kristalliseert, wat schadelijk is voor het overdrachtsproces. De oplossing wordt uitgegoten over een patroon van kleine deeltjes op een vlak substraat en men laat het uitharden. De vaste suiker en het patroon worden vervolgens opgetild en op het doelsubstraat geplaatst. De suiker wordt zachtjes verwarmd, waardoor deze in de contouren van het doelsubstraat stroomt. Vervolgens wordt de suiker opgelost met water, waarbij het patroon achterblijft.
Zabow testte het proces op een aantal verschillende doelsubstraten, waaronder metaal, plastic, halfgeleiders en verschillende biologische oppervlakken. Hij slaagde er zelfs in om een patroon over te brengen op de scherpe punt van een speld. Ter ere van het lab waar het werk werd gedaan, bracht hij ook "NIST" in gouden letters over op een lok mensenhaar (zie afbeelding).
Het onderzoek is beschreven in Wetenschap.
