世界上的小房子：20 微米的微观结构

在纳米尺度上工作是一项极其困难的任务。开发微型折纸结构涉及大量复杂的材料、组装技术和机器人设计。

现在，法国 Femto-ST 研究所的科学家们已经开发出一种在如此小规模下工作的新方法。他们使用双束扫描电子显微镜（SEM）/聚焦离子束（FIB）和6自由度机器人制造了世界上最小的微型房屋。

他们首次实现了小于 2 纳米的图案化和组装精度，这可能有利于未来的机器人和光学应用。

他们将纳米组装组件组合在真空室内，并设置电子显微镜来观察整个过程。这与用一张纸构建一个大骰子非常相似，但需要复杂的工具和技术。

微型房屋的图案、自折叠和安装

研究人员使用 FIB [像剪刀] 切割并塑造房子的二氧化硅膜 [纸]。将墙壁折叠到所需位置后，他们使用 FIB 的气体喷射系统（低功率配置）来固定结构的边缘。

为了展示系统的灵活性和准确性，他们在结构的屋顶上轻轻地溅射了瓷砖图案。在整个房屋建造过程中，系统必须聚焦于 300*300 微米的微小区域，将离子发射到二氧化硅膜上。

由研究人员提供| Femto-ST研究所

为此，两名工程师通过多台计算机操作机器人。尽管某些步骤已经实现自动化，但研究人员希望将来能够实现整个组装过程的自动化。

参考：真空科学与技术杂志 | doi：10.1116/1.5020128

该实验以一种有趣的方式展示了 µRobotex 的工作[灵活性和准确性]，这是一个用于表征和微组装尺寸小于 10 微米的微小结构的平台。其目标是为微纳米技术领域的科学家提供具有国际水平的先进、有竞争力的设备。

在 μRobotex 系统的帮助下，工程师可以通过将自己的微结构放置在光纤上来构建功能化微结构来识别特定分子。然后，这些纤维将被插入难以进入或难以进入的区域，例如血管，以检测目标分子。

此外，实验结果表明，微型机器人与SEM真空室的集成提供了扩大洁净室设施范围的手段，可以用不同的材料构建三维微结构。

研究人员还提出了一种基于纳米光子晶体、晶格、天线、碳纳米管、折纸3D生物传感器等制造多种类型的光捕获光学功能的新机制。

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目前，科学家们正在努力进一步增强该系统；他们希望构建更细的结构并将其固定在半径小至 10 纳米的碳纳米管上。

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