http://www.physorg.com/news108716200.html
September 11, 2007IBM 研究者在與蘇黎世 ETH 的科學家共同合作下，示範一種新型、有效且精確的技術，能在奈米尺度下「印刷」。
此法，能按照科學家的意思，將個別微粒精確安置妥當，有可能促進奈米尺度之感應器、以及能在未來光學晶片中使光線曲折之超薄透鏡的發展，還有奈米導線的製造，那很可能是明日電腦晶片的基礎。
雖然離廣泛地使用還有幾年，但這種新技術可望在實驗室之外，無須重大的創新發明，就能擁有真實世界的應用。而且該技術除了能使晶片內奈米結構，與其他裝置的大量製造方法被開發出來外，還能比今日其他技術，更有效率、成本更低廉。
"這種方法開創了在不同表面上，精確、有效定位各種奈米粒子的新方法，這是探索奈米粒子獨特特性以及使其能節約使用的必要條件，" Heiko Wolf 解釋，IBM 蘇黎世實驗室的奈米圖樣成形（nanopatterning）研究者。
這項成就，在九月號的 Nature Nanotechnology 期刊上發表，提供了一種承諾與強而有力的新工具，可用於各種廣泛的領域與產業中，例如：生物醫學、電子學與 IT，這些領域都在尋求如何運用奈米粒子的獨特特性。
到目前為止，標準的、由上而下的微組裝技術，在實際生產這樣微小粒子時，都是從一大塊材料上將其雕刻出來。印刷，相較之下，將預製的奈米粒子以一種相當有效率的方式，添加到一個表面上，同時使各種不同類型的材料，例如：金屬、聚合物、半導體以及氧化物，能結合在單一製程中。
這是第一次，研究者能夠以 60 奈米這麼微小的單一粒子解析度 -- 約比人類的紅血球小 100 倍 -- 創造出從簡單線條到複雜排列的奈米圖樣。若將這些粒子的解析度轉換成傳統印刷專有名詞，dpi（每吋幾點，這是一種標準測量方式，定義有多少獨立的墨點能印在某一面積上），那麼這種奈米印刷方法的解析度是 10 萬 dpi，而今日平版印刷（offset printing）是以 1500 dpi 的解析度操作。
為了要證明他們方法的效率與多用途（versatility），研究者選了印刷羅勃特．佛洛德（Robert Fludd）十七世紀時的太陽影像，這是煉金術士的黃金符號，巧的是，這個影像以大約 2 萬個直徑 60 奈米的黃金粒子印出。這種印刷方式可以精確到在每一點（dot）上放置一個粒子，因此能創造出迄今以單一顏料粒子印出，尺寸最小的一件藝術品。
奈米印刷的應用
在生物醫學中，這種刷製程能，舉例來說，應用在生物功能性圓珠（biofunctional beads）大規模陣列的印刷上，這種圓珠能用來偵測並確認某些細胞或體內的標記。例如，能夠快速篩選癌症細胞或心臟病發標記。功能性圓珠身為新定點照護（point-of-care，POC）診斷儀器的一部份，其規律的陣列，能快速且自動化地讀出所需總量極小的樣本。
奈米粒子也能與光線交互作用。例如，利用這種新方法，具有新特性的光學材料能被印出用於光電裝置中。所謂的「超材料（metamaterials，特異材料）」能在跟光線波長一樣小的印刷結構中被創造出來，也因此它們能扮演具不尋常特性的單一透鏡。
此外，這種方法亦為半導體帶來希望。在一項實驗中，研究者做到控制晶種粒子（catalytic seed particle）的佈局，以生長半導體的奈米導線。這種奈米導線在微晶片中，是未來大有可為的電晶體候選者。
在奈米尺度下印刷
"在傳統的凹版印刷中，刮墨刀（doctor blade）用來將印版上的凹紋（ recessed features）填滿印墨，在其中顏料粒子任意分散，" 蘇黎世奈米圖樣成形團隊的 Tobias Kraus 解釋。"在我們的高解析度印製中，一種經過指揮的，自我組裝的程序，控制奈米粒子在印版或樣板上的排列。然後整套組合接著被印到目標表面上，粒子的位置因而精確地維持在比傳統印刷方式高出三個數量級的解析度上。"印刷樣板的幾何學探索，包括：從線段到緊密包裝的奈米導線製作，那能用於分子電子學中；有規律間隔的黃金粒子陣列，成為奈米導線生長的種子；以及任意排列上，例如那個太陽符號的複製品。長程精確性（long-range accuracy），那測量在大面積下按照所要方式排列所產生的誤差，類似於微接觸（microcontact）印刷法。
下一步將會是提煉這種方法，以達成甚至是更高的精確度，一如大規模微電子學整合的需求，另外也要擴展這種方法，以印製甚至更小的粒子。
※ 相關報導：
＊ Nanoparticle printing with single-particle resolution
http://www.nature.com/nnano/journal/v2/n9/abs/nnano.2007.262.html
Tobias Kraus, Laurent Malaquin, Heinz Schmid, Walter Riess,
Nicholas D. Spencer & Heiko Wolf
Nature Nanotechnology 2, 570 - 576 (2007), 2007.09
doi:10.1038/nnano.2007.262
＊ 「吹泡泡」法能擴張奈米結構
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