با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی؛ کاوشگرهای میکروسکوپی ابداع شد

پژوهشگران "دانشگاه نیویورک ابوظبی" در پژوهش جدیدی، گروهی از کاوشگرهای میکروسکوپی را با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی ابداع کرده اند که میتوانند به بررسی در مقیاس میکرو و نانو بپردازند.

به گزارش ایسنا به نقل از نیوز فاوندد، گروهی از محققان "آزمایشگاه میکروسیالات ومیکرودستگاه های پیشرفته" (AMMLab) در دانشگاه نیویورک ابوظبی (NYU Abu Dhabi)، نوع جدیدی از کاوشگرهای موسوم به "میکروسکوپ نیروی اتمی" (AFM) را در شکل سه بعدی توسعه داده اند و آن ها را "۳DTIP" می نامند. فناوری میکروسکوپ نیروی اتمی به دانشمندان امکان می دهد تا نمونه هایی در مقیاس میکرو و نانو را با دقت بی سابقه ای مشاهده، اندازه گیری و تنظیم کنند. کاوشگرهای جدید ۳DTIP که با استفاده از یک فرآیند چاپ سه‌بعدی (۳D printing) تک مرحله ای تولید میشوند، می توانند برای کاربردهای متنوع تری نسبت به کاوشگرهای استاندارد و محدودتر مبتنی بر سیلیکون که در حال حاضر پیشرفته ترین نمونه در نوع خود در نظر گرفته می شوند ، مورد استفاده قرار بگیرند.

میکروسکوپ نیروی اتمی، روشی برای بررسی نمونه ها با اسکن یک کاوشگر فیزیکی در سراسر سطوح است که وضوح قابل توجهی تا ۱۰۰۰ برابر بیشتر از میکروسکوپ نوری ایجاد می کند. میکروسکوپ نیروی اتمی، یک روش اساسی در بسياري از رشته ها از جمله علوم زیست پزشکی است که کاربردهای مختلفی دارد؛ از شناسایی باکتری های زنده و سلول های پستانداران گرفته تا تجزیه و تحلیل ملکول های دی ان ای (DNA)، بررسی پروتئین ها(Protein)در لحظه و تصویربرداری از مولکول ها با وضوح اتمی.

کاوشگر میکروسکوپ نیروی اتمی، سطوح نمونه را از طریق نیروهای جاذبه و دافعه حس می کند. این کار مشابه همان روشی است که ما از نوک انگشتان خود استفاده می کنیم، ولی قدرت تفکیک آن در سطح اتمی است. کاوشگرهای میکروسکوپ نیروی اتمی تجاری از سیلیکون تشکیل شده اند و با استفاده از فرآیندهای معمولی تولید نیمه رسانا ساخته می شوند که محدود به طراحی های دو بعدی و مراحل تولید طولانی هستند. این کاوشگرها، سفت و شکننده هستند و فقط در شکل های خاصی تولید می شوند. آن ها برای کاوش در مواد نرم مانند سلول های پستانداران، ایده آل نیستند.

پژوهشگران دانشگاه نیویورک ابوظبی، فناوری انحصاری خود را برای تولید نسل بعدی کاوشگرهای میکروسکوپ نیروی اتمی مبتنی بر چاپ سه بعدی پلیمریزاسیون دو فوتونی ارائه کرده اند. کاوشگرهای به دست آمده ، نرم تر از همتایان مبتنی بر سیلیکون خود هستند و همین ویژگی، آنها را برای کار کردن با سلول ها، پروتئین ها و ملکول های DNA مناسب تر می کند. نکته مهم این است که خواص کاوشگرها، امکان دستیابی به اسکن هایی را فراهم می کند که بیش از ۱۰۰ برابر سریع تر از اسکن کاوشگرهای سیلیکونی معمولی با ابعاد مشابه صورت می گیرند. بنابراین، کاوشگرهای جدید ممکن است راه را برای به دست آوردن ویدئوهایی هموار کنند که فعالیت های زیستی پروتئین ها، DNA و حتی مولکول های کوچکتر را در لحظه ثبت می کنند.

"محمد قسایمه" (Mohammad Qasaimeh)، دانشیار مهندسی مکانیک و مهندسی زیستی دانشگاه نیویورک ابوظبی و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما یک فناوری جدید برای ابداع نسل بعدی کاوشگرهای میکروسکوپ نیروی اتمی ارائه داده ایم که از مواد، طراحی ها و فرآیندهای تولید جدید و بهبودیافته استفاده می کند. توانایی تولید کاوشگرهای میکروسکوپ نیروی اتمی سفارشی سازی شده با طرح های نوآورانه سه بعدی طی یک مرحله، فرصت های بی پایانی را برای تحقیقات بینارشته ای فراهم می کند.

پژوهشگران امیدوارند که قابلیت های چندمنظوره کاوشگرهای جدید بتواند کاوشگرهای نسل بعدی را به برنامه های معمولی و پیشرفته وارد کند و امکان تصویربرداری با سرعت بالا و اندازه‌گیری نیروی بیولوژیکی را گسترش دهد.

این پژوهش در مجله "Advanced Science" به چاپ رسید.