(Phys.org)—En ny "nanomaskinverkstad" som formar nanotrådar och ultratunna filmer kan representera en framtida tillverkningsmetod för små strukturer med potentiellt revolutionerande egenskaper.

Strukturerna kan vara "avstämda" för applikationer som sträcker sig från höghastighetselektronik till solceller och kan också ha större styrka och ovanliga egenskaper som ultrahög magnetism och "plasmonisk resonans, "som kan leda till förbättrad optik, datorer och elektronik.

Forskarna använde sin teknik för att stämpla nano- och mikroredskap; forma små cirkulära former av ett material som kallas grafen, ett ultratunt ark av kol som lovar avancerad teknik; och ändra formen på silver nanotrådar, sa Gary Cheng, en docent i industriteknik vid Purdue University.

"Vi gör denna formning vid rumstemperatur och atmosfärstryck, som en nanomaskinaffär, sa Cheng, arbetar med doktorander Ji Li, Yiliang Liao, Ting-Fung Chung och Sergey Suslov och fysikprofessor Yong P. Chen.

Grafen och nanotrådar – filament 1, 000 gånger tunnare än ett människohår – har många potentiella tillämpningar. Dock, teknik behövs för att skräddarsy dem för specifika användningsområden. Den nya metoden, kallas laserchock-inducerad formning, gör det möjligt att trimma nanotrådar genom att ändra elektriska och optoelektriska egenskaper som är kritiska för elektroniska komponenter och instrument.

Forskarna har också visat hur laserchock-inducerad formning kan användas för att ändra egenskaperna hos grafen, ett steg mot att utnyttja materialet för elektroniska applikationer.

Resultaten var detaljerade i forskningsartiklar publicerade i tidskriften Nanobokstäver , och arbetet uppmärksammades också tidigare denna månad i sektionen News and Views i tidskriften Naturfotonik .

Tekniken fungerar genom att använda en sandwichstruktur i flera lager som har en liten form i botten. Nanotrådar var placerade direkt ovanför formen, och andra material skiktades mellan nanotrådarna och en täckplåt av glas. Att exponera denna skiktade "formningsenhet" för en ultrasnabb pulserande laser gör att ett av lagren brinner upp, genererar ett tryck nedåt som tvingar in nanotrådarna i formen och ändrar deras form.

"Processen kan skalas upp för en industriell roll-to-roll tillverkningsprocess genom att ändra laserstrålens storlek och skanningshastighet, "Cheng sa. "Laserchock-inducerad formningsmetod är snabb och låg kostnad."

En del av forskningen, finansierat av National Science Foundation, genomfördes i ett specialiserat renrum vid Birck Nanotechnology Center i Purdues Discovery Park.