IBM vervangt printerinkt door moleculen

IBM neemt printen zo serieus dat het tot op moleculair niveau gaat om de techniek te perfectioneren. Samen met een Zwitsers wetenschapsinstituut is een techniek ontwikkeld die nanodeeltjes de ingewikkeldste patronen laat vormen.

De moleculen worden uiterst nauwkeurig gerangschikt op een rubberachtig stempelkussen, waarna een siliconen of glazen plaat op de afdruk wordt gelegd. De deeltjes blijven aan de plaat plakken, waarna de wetenschappers van IBM en de Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich) het patroon vele malen kunnen herdrukken. Zij schreven hierover een artikel in de septemberuitgave van het wetenschapstijdschrift Nature.

Als proef gebruikten de meesterprinters een tekening van de zon uit de zeventiende eeuw en goudmoleculen als inkt. Voor de reproductie waren twintigduizend deeltjes nodig, die stuk voor stuk een diameter van zestig nanometer hebben. In vergelijking: een menselijke bloedcel is honderdmaal zo groot en een menselijke haar heeft een dikte van zestig micron, of zestigduizend nanometer. Als het moet, kunnen de wetenschappers deeltjes gebruiken die niet groter dan twee nanometer zijn.

De nieuwe techniek kan de deur openen voor meer dan alleen gedetailleerd afdrukken. IBM wist gouddeeltjes om een siliconenstaafje te boetseren, die op hun beurt zorgden voor de vorming van nanobuizen. Deze buizen kunnen in de nabije toekomst het hoofdbestanddeel worden voor halfgeleiders. Ook medici kunnen veel baat hebben bij de moleculen als ze eenmaal in het gelid zijn aangetreden. Chips met geprogrammeerde nanodeeltjes kunnen bloeddruppels razendsnel nalezen en een arts vertellen hoe de gezondheid van een patiënt erbij staat.

De Zwitsers knutselen in hun laboratorium met een techniek die het leven op aarde mogelijk maakt: automatische assemblage op moleculair niveau. In het geval van IBM gebruiken ze dwang van buitenaf om moleculen patronen te laten vormen die ze normaal uit zichzelf zouden vormen. Bij de printtechniek worden microscopisch kleine putjes gebruikt om de deeltjes te helpen op de juiste plaats te geraken. Bij een ander experiment wordt een mal in de vorm van een zegelring in een laag verschillende materialen gedrukt om lijnen te maken die een dikte van enkele nanometers hebben.