Техника оригами позволяет создавать трехмерные микроустройства

Оригами – техника складывания фигурок из бумаги - при грамотном подходе позволяет создавать уникальные объекты. К не менее потрясающим результатам может привести «наноригами», когда осуществляется формирование трехмерных микроструктур из крошечных элементов путем сгибания последних. Подобные микроконструкции позволяют создавать крошечные двигатели, конденсаторы нового поколения, а в будущем именно «микрооригами» позволит создавать устройства хранения информации, микропроцессоры, фотонные микроустройства с уникальными характеристиками.

Главным достоинством нового подхода является именно возможность формирования трехмерных микрообъектов – на сегодняшний день инженеры научились создавать сложнейшие двумерные структуры, использую такие техники, как фотолитография, технология нанопечати и пр. Вполне подходящие для изготовления интегральных микросхем и MEMS-устройств они абсолютно непригодны для создания трехмерных наносистем.

Именно техника «нанооригами» должна помочь инженерам в создании нового типа электронных устройств, тем более, что первые успехи на этом пути уже имеются. Сотрудники Технологического Университета Массачусетса представили свое видение техники создания 3D-объектов: изначально при помощи традиционных технологий, например, литографии, формируется «развертка» будущего устройства, а затем, путем сгибания «лепестков» и создается готовые работоспособный прибор. В 2005 году сотрудники MIT представили общественности первый трехмерный конденсатор, конструкция которого предусматривала формирование единственного сгиба. Следующим этапом развития технологии стало изучение возможности формирования второго лепестка, расположенного перпендикулярно первому. В этом случае значительно повышается емкость устройства.

Впрочем, главной проблемой, которая встает сегодня перед исследователями, является задача, как заставить материал изгибаться, причем на нужный угол и в нужном направлении. На данный момент рассматривается несколько вариантов: осаждение металла (в частности, хрома) на поверхность сгиба, что заставляет материал скручиваться, однако в этом случае трудно добиться нужного угла и правильной формы сгиба. Изгиб материала пучком ионов гелия – этот метод позволяет изгибать материал в нужном направлении, а угол сгиба можно регулировать, изменяя энергию ионов. Изгиб материала за счет формирования тончайших проволок из золота, на которые потом воздействуют внешним магнитным полем.

Что интересно, техника «нанооригами» работоспособна как в случае кремния, нитрида кремния (тип керамики), так и полимеров. Это делает ее применимой для работы с материалами с самыми различными физическими и электрическими свойствами, позволяя создавать микроприборы практически любого типа.