中國(guó)開(kāi)發(fā)出納米微操作機(jī)器人 (2005-04-22)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
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■納米微操作機(jī)器人在10×10微米的基片上刻出的字樣
中國(guó)人也可以像擺棋子一樣擺弄原子了。記者昨日從中科院獲悉,一臺(tái)能夠在納米尺度上操作的機(jī)器人系統(tǒng)樣機(jī)近日由中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化所研制成功,并通過(guò)了國(guó)家“863”自動(dòng)化領(lǐng)域智能機(jī)器人專(zhuān)家組的驗(yàn)收。
在一個(gè)演示中,沈陽(yáng)自動(dòng)化所的研究人員操縱“納米微操作機(jī)器人”,在一塊硅基片上1×2 μm的區(qū)域上清晰刻出“SIA”三個(gè)英文字母(沈陽(yáng)自動(dòng)化所的縮寫(xiě));另一個(gè)演示顯示,在一個(gè)5×5μm的硅基片上,操作者將一個(gè)4μm 長(zhǎng)、100 nm(納米)粗細(xì)的碳納米管準(zhǔn)確移動(dòng)到一個(gè)刻好的溝槽里。
測(cè)試顯示,在刻畫(huà)操作中,這臺(tái)納米微操作機(jī)器人在512個(gè)像素寬度的顯示區(qū)域里,重復(fù)定位誤差小于5個(gè)像素,精度達(dá)1%以上;在移動(dòng)納米碳管的操作中,重復(fù)定位精度達(dá)到30 nm;而在基于路標(biāo)的定位測(cè)試中,其定位誤差小于4 nm。
專(zhuān)家解釋?zhuān)患{米(1 nm)是10-9米,大約等于十個(gè)氬原子并列成一條直線的長(zhǎng)度。在納米尺度上的操作,被稱(chēng)為“納米微操作”,是納米技術(shù)的重要內(nèi)容,其目的是在納米尺度上按人的意愿對(duì)納米材料實(shí)現(xiàn)移動(dòng)、整形、刻畫(huà)以及裝配等工作。納米微操作始于上世紀(jì)80年代,IBM的科學(xué)家1989年利用掃描式隧道顯微鏡(STM)操作35個(gè)氙原子在鎳金屬表面拼出I-B-M三個(gè)字母,成為轟動(dòng)世界的新聞,開(kāi)了納米微操作先河。從此,納米操作技術(shù)作為一個(gè)重要的戰(zhàn)略發(fā)展方向吸引各國(guó)競(jìng)相展開(kāi)研究。
該項(xiàng)目研究人員介紹,這臺(tái)機(jī)器人系統(tǒng)在納米尺度下的系統(tǒng)建模方法、三維納觀力獲取與感知及誤差分析與補(bǔ)償方面有很多突破與創(chuàng)新,都達(dá)到世界先進(jìn)水平。
據(jù)介紹,這種納米微操作機(jī)器人可廣泛應(yīng)用于納米科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究、生物工程與醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究、微納米科研教學(xué)等領(lǐng)域。如生物學(xué)研究領(lǐng)域中,使用納米微操作機(jī)器人可完成對(duì)細(xì)胞染色體的切割操作;也可在DNA或分子水平上進(jìn)行生化檢測(cè)及病理、生理測(cè)試實(shí)驗(yàn)研究。此外這種機(jī)器人在IC工業(yè)中納米器件的裝配與加工方面也有良好的應(yīng)用前景,如可以利用它操作納米微粒,裝配微/納米電子器件,甚至復(fù)雜的納米電路。這意味著,未來(lái)利用納米電路制成的電腦和家用電器,可以“想要它有多小,就能做多小”,甚至可以“塞進(jìn)牙縫”;而未來(lái)利用納米操作技術(shù)制作的微型機(jī)器人,也可以鉆入人體替病人疏通血管,或在肉眼看不見(jiàn)的微觀世界里,完成人們自己不可能完成的任務(wù)。