Ученые создали репродукцию «Моны Лизы» шириной всего 30 мкм, продемонстрировав технику термохимической нанолитографии, которая также применима для изготовления крошечных устройств.

Смещая кантилевер атомно-силового микроскопа и регулируя его температуру, исследователи смогли контролировать протекание химических реакций внутри малых областей – пикселей, каждый из которых отстоял от соседних всего на 125 нм. Повышение температуры приводило к увеличению концентрации молекул определенного вещества (продукта реакции) в пределах пикселя. Добавив флуоресцентный краситель, «молекулярные живописцы» смогли визуализировать свое творение: области с более высокой концентрацией стали выглядеть более светлыми.

Рис. 1. Дженнифер Кёртис (Jennifer Curtis), ведущий автор работы, посвященной использованию термохимической литографии для создания химических градиентов в наноразмерных масштабах.

Контролировать протекание химических реакций в субмикронных масштабах другими методами довольно проблематично, а термохимическая нанолитография (TCNL) открывает широкие перспективы в области наноэлектроники, оптоэлектроники и биоинженерии. Для создания «Мини-Лизы» исследователи контролировали производство аминогрупп, но теоретически применимость методики этим не ограничивается. При работе, например, с графеном, подобным образом можно было бы контролировать его проводимость, тем самым создавая крошечные электронные компоненты.

Рис. 2. Мона Лиза в черно-белой гамме – образец для создания «Мини-Лизы».

Атомно-силовые микроскопы – довольно распространенные приборы, а техника контроля нагрева кантилевера относительно проста, что делает методику доступной как для научно-исследовательских, так и промышленных лабораторий. Исследователи также продемонстрировали «печать» с помощью объединенного массива из пяти кантилеверов, что позволяет дополнительно ускорить процесс.

Рис. 3. Температурная карта, описывающая области с различной требуемой концентрацией продуктов реакции.

Рис. 4. «Мини-Лиза» – картина шириной в одну треть человеческого волоса.