(PhysOrg.com) - Berkeley Labs forskare har etablerat en revolutionerande robot som tillverkar nanokristaller, kapabel att producera nanokristaller med häpnadsväckande precision. Denna unika robot, som heter WANDA, ger kolloidala nanokristaller skräddarsydda egenskaper för elektronik, biologisk märkning och självlysande anordningar. Eftersom denna robot styrs av mjukvaruprotokoll, nybörjare kan styra WANDA att utföra komplexa arbetsflöden som traditionellt kräver omfattande erfarenhet av kemi.

Kan inte längre tillskrivas mänskliga misstag – Berkeley Labs forskare har etablerat en revolutionerande robot som tillverkar nanokristaller, kapabel att producera nanokristaller med häpnadsväckande precision. Denna unika robot förser kolloidala nanokristaller med skräddarsydda egenskaper för elektronik, biologisk märkning och självlysande anordningar.

Denna robotingenjör heter WANDA (Workstation for Automated Nanomaterial Discovery and Analysis) och utvecklades i samarbete med Symyx Technologies vid Molecular Foundry, en användaranläggning för US Department of Energy, belägen vid Berkeley Lab. Genom att automatisera syntesen av dessa nanokristaller, WANDA kringgår de problem som traditionella tekniker står inför, som kan vara mödosamt och är svåra att reproducera från ett laboratorium till ett annat. Vad mer, WANDAs syntetiska skicklighet kan hjälpa forskare att sålla igenom en stor, mångfald av material för specifika tillämpningar. Ett sådant kombinatoriskt tillvägagångssätt har använts i decennier inom läkemedelsindustrin och tillämpas nu på nanomaterial vid gjuteriet.

"WANDA gör nanokristaller av exceptionell kvalitet - varje gång - optimerade för olika applikationer, sa Delia Milliron, Direktör för anläggningen för oorganiska nanostrukturer vid Molecular Foundry. "Vi tillhandahåller dessa till användare och har nu precis börjat använda WANDA för att upptäcka nya nanokristallkompositioner med fördelaktiga egenskaper."

WANDAs vätskehanteringsrobotik förbereder och initierar reaktioner genom att injicera nanokristall-prekursorkemikalier i en rad reaktorer. Efter att en serie reaktioner är klara, de strukturella och optiska egenskaperna hos dessa nanokristaller kan avskärmas snabbt, även med hjälp av automatiserade metoder. WANDA är inrymt i en kvävefylld kammare, designad för att hindra syre och vatten från att interagera med reaktiva prekursorkemikalier och nybildade nanokristaller. Eftersom denna robot styrs av mjukvaruprotokoll, nybörjare kan styra WANDA att utföra komplexa arbetsflöden som traditionellt kräver omfattande erfarenhet av kemi.

Milliron och hennes medförfattare vid Foundry and University of California, Berkeley, har instruerat WANDA att producera och optimera en mångsidig uppsättning av nanomaterial under förhållanden som är analoga med de som används i traditionell kolvbaserad kemi. Börjar med brett studerade och praktiskt användbara nanomaterial – som kadmiumselenidkvantprickar, vars storlek kan justeras för att avge olika färger av synligt ljus—teamet visade hur WANDA kan optimera storleken, kristallstruktur och luminescensegenskaper hos olika nanokristaller.

"Den här tekniken kommer att förändra hur nanovetenskaplig forskning utförs, sade Emory Chan, en senior vetenskaplig ingenjörsassistent vid Molecular Foundry. "WANDA möjliggör inte bara optimering och massproduktion av nanopartiklar som våra användare behöver, men den här roboten underlättar också experiment som ger oss en djupare förståelse för kemi och fysik hos material i nanoskala.”

En artikel som rapporterar denna forskning med titeln, "Reproducerbar, högkapacitetssyntes av kolloidala nanokristaller för optimering i flerdimensionellt parameterutrymme, ” dyker upp i tidskriften Nano Letters och finns tillgänglig i Nano Letters online. Chenxu Xu har skrivit tidningen tillsammans med Chan och Milliron, Alvin Mao, Gang Han, Jonathan Owen och Bruce Cohen.

Detta arbete stöddes av DOE:s Office of Science.