Tim nanorobotik Perancis dari Femto-ST Institute di Besançon, Prancis, menyusun sistem mikrorobotik baru yang mendorong maju batas-batas teknologi nano optik. Dengan menggabungkan beberapa teknologi yang ada, pabrik nano μRobotex membangun mikrostruktur dalam ruang vakum besar dan memasang komponen melalui ujung serat optik dengan akurasi hingga nanometer. Pembangunan rumah mikro, dilaporkan dalam Jurnal Ilmu Vakum dan Teknologi A , menunjukkan bagaimana peneliti dapat memajukan teknologi penginderaan optik ketika mereka memanipulasi senjata ion, berkas elektron dan pilot robotik terkontrol.
Hingga saat ini, teknologi lab-on-fiber tidak memiliki robot aktuator untuk perakitan skala nano, jadi bekerja pada skala ini menghambat para insinyur dalam membangun mikrostruktur. Inovasi ini memungkinkan elemen pengatur miniatur untuk dipasang di ujung serat sehingga insinyur dapat melihat dan memanipulasi berbagai komponen.
Dengan kemajuan ini, serat optik setipis rambut manusia dapat dimasukkan ke dalam lokasi yang tidak dapat diakses seperti mesin jet dan pembuluh darah untuk mendeteksi tingkat radiasi atau molekul virus.
“Untuk pertama kalinya kami mampu mewujudkan pola dan perakitan dengan akurasi kurang dari 2 nanometer, yang merupakan hasil yang sangat penting bagi robotika dan masyarakat optik,” kata Jean-Yves Rauch, seorang penulis utama makalah.
Para insinyur Perancis menggabungkan semua komponen teknologi untuk perakitan skala nano — sinar ion terfokus , sistem injeksi gas dan robot kecil bermanuver — di dalam ruang hampa udara, dan memasang mikroskop untuk melihat proses perakitannya. “Kami memutuskan untuk membangun microhouse pada serat untuk menunjukkan bahwa kami dapat mewujudkan perakitan microsystem ini di atas serat optik dengan akurasi tinggi,” kata Rauch.
Credit: FEMTO-ST Institute
Membangun rumah-mikro sama seperti membuat dadu raksasa dari selembar kertas, tetapi perakitan skala nano membutuhkan alat yang lebih canggih. Sinar ion terfokus digunakan sebagai gunting untuk memotong atau mencetak “kertas” selaput silika dari rumah-mikro. Setelah dinding dilipat sesuai posisi, pengaturan daya yang lebih rendah dipilih pada pistol ion, dan sistem injeksi gas menempel tepi struktur ke tempatnya. Sinar ion dengan daya yang rendah dan injeksi gas kemudian dengan lembut memecah pola ubin di atap, detail yang menekankan keakuratan dan fleksibilitas sistem.
Dalam proses ini, pistol-ion harus fokus pada area hanya 300 kali 300 mikrometer untuk memadamkan ion ke ujung serat dan membran silika. “Sangat menantang untuk mengemudikan robot dengan akurasi tinggi pada titik silang antara dua buah sinar ini,” kata Rauch. Dia menjelaskan bahwa dua insinyur bekerja di beberapa komputer untuk mengendalikan proses. Banyak langkah sudah otomatis, tetapi di masa depan tim berharap untuk mengotomatisasi semua tahap perakitan robot.
Sekarang, dengan menggunakan sistem μRobotex, para insinyur ini membangun struktur mikro yang berfungsi untuk mendeteksi molekul tertentu dengan menempelkan mikrostruktur mereka ke serat optik. Tim nanorobotics berharap untuk mendorong batas-batas teknologi lebih jauh lagi, dengan membangun struktur yang lebih kecil dan meningkatkannya melaui nanotube karbon, yang hanya berdiameter 20 hingga 100 nanometer.
