(Phys.org) -- University of Maryland kemiprofessor John Fourkas och hans forskargrupp har utvecklat nya material och nanotillverkningstekniker för att bygga miniatyriserade versioner av komponenter som behövs för medicinsk diagnostik, sensorer och andra applikationer. Dessa miniatyriserade komponenter - många omöjliga att göra med konventionella tekniker - skulle möjliggöra snabb analys till lägre kostnad och med små provvolymer.

Fourkas och hans team har skapat material som möjliggör samtidig 3D-manipulation av mikroskopiska föremål med en optisk pincett och en unik punkt-för-punkt-metod för litografi (processen att använda ljus för att etsa kisel eller andra substrat för att skapa chips och andra elektroniska komponenter) . Som de rapporterar i en forskningsartikel publicerad i augustinumret av Kemivetenskap , kombinationen av dessa tekniker gör att de kan montera komplexa 3D -strukturer från flera mikroskopiska komponenter.

Detta arbete bygger på tidigare genombrott av Fourkas och hans team när det gäller användning av synligt ljus för att göra små strukturer för applikationer som optisk kommunikation, styra cellbeteende och tillverka integrerade kretsar.

"Dessa material har öppnat dörren till en rad nya tekniker för mikro- och nanotillverkning, säger Fourkas. Till exempel, vi har kunnat utföra flätning och vävning med trådar som har en diameter som är mer än 100 gånger mindre än ett människohår." I tidningen, Fourkas och hans grupp visar också upp 3D-strukturer som består av glasmikrosfärer, en mikroskopisk tetherball-stång, och ett mikroskopiskt nålöga som har gängats.

"En av de spännande aspekterna av denna uppsättning tekniker är att den är kompatibel med ett brett utbud av material. Till exempel, vi kan väva ihop trådar med helt olika sammansättningar för att skapa funktionella mikrotyger eller bygga mikroskopiska enheter "sten för tegel med byggstenar som har olika kemiska eller fysikaliska egenskaper."

Förutom att möjliggöra teknologier för att skapa mikroskopiska analytiska och diagnostiska enheter, Fourkas förutser att dessa tekniker är värdefulla vid studier och kontroll av beteendet hos enskilda celler och grupper av celler.

Samtidig optisk manipulation i mikroskala, tillverkning och immobilisering i vattenhaltiga medier författades av Farah Dawood, Sijia Qin, Linjie Li, Emily Y. Lin och John T. Fourkas.