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Articulo de referencia

litografía blanda

Figura 1 - "Entintado" de un sello. Un sello de PDMS con un patrón se coloca en una solución de etanol y ODT (octadecanotiol). Figura 2 - El ODT de la solución se deposita sobre...

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Figura 1 - "Entintado" de un sello. Un sello de PDMS con un patrón se coloca en una solución de etanol y ODT (octadecanotiol).
Figura 2 - El ODT de la solución se deposita sobre el sello de PDMS. El sello ahora tiene ODT adherido, que actúa como tinta.
Figura 3 - El sello de PDMS con el ODT se coloca sobre el sustrato de oro. Al retirar el sello, el ODT que está en contacto con el oro permanece adherido a este. De esta forma, el patrón del sello se transfiere al oro mediante la "tinta" del ODT.

En tecnología , la litografía blanda es una familia de técnicas para fabricar o replicar estructuras utilizando "estampones elastoméricos, moldes y fotomáscaras conformables". [ 1 ] Se llama "blanda" porque utiliza materiales elastoméricos , principalmente PDMS .

El PDMS, un polímero amorfo, se prefiere por las siguientes características: [ 2 ] [ 3 ]

  • Elasticidad: la elasticidad del PDMS se ajusta mediante (1) la modificación de las condiciones de curado (concentración del agente de curado y temperatura) y (2) la dispersión de partículas en toda la matriz polimérica. Su elasticidad y durabilidad permiten que el molde se adapte a la superficie del sustrato sin romperse.
  • Transparencia óptica: El PDMS transmite aproximadamente el 90 % de la luz entre 390  nm y 780  nm, lo que significa que es ópticamente transparente en todo el espectro visible. La transparencia del PDMS permite la observación directa de procesos biológicos (incluida la observación del flujo sanguíneo a través de vasos sanguíneos simulados a base de PDMS).
  • Permeabilidad a los gases: El PDMS es permeable a los gases, lo cual resulta útil en aplicaciones como la microfluídica .
  • Isotrópico: El PDMS es isotrópico, lo que significa que sus propiedades físicas son idénticas en todas las direcciones y, por lo tanto, tendrá un rendimiento uniforme.
  • Químicamente inerte: el PDMS no interferirá químicamente con el sustrato.

Tras el moldeo sobre la plantilla maestra, el PDMS se cura a altas temperaturas con un agente reticulante.

La litografía blanda se utiliza generalmente para construir estructuras que se miden en la escala de micrómetros a nanómetros . Según Rogers y Nuzzo (2005), el desarrollo de la litografía blanda se expandió rápidamente entre 1995 y 2005. Actualmente, existen herramientas de litografía blanda disponibles comercialmente. [ 4 ]

Tipos

Ventajas

Imagen de Sarfus de estreptavidina depositada mediante litografía blanda con sello de PDMS.

La litografía blanda presenta algunas ventajas únicas sobre otras formas de litografía (como la fotolitografía y la litografía por haz de electrones ). Estas incluyen las siguientes:

  • Menor coste que la fotolitografía tradicional en la producción en masa.
  • Muy adecuado para aplicaciones en biotecnología.
  • Muy adecuado para aplicaciones en electrónica de plástico.
  • Muy adecuado para aplicaciones que implican superficies grandes o no planas (no planas).
  • Más métodos de transferencia de patrones que las técnicas de litografía tradicionales (más opciones de "tinta").
  • No necesita una superficie fotorreactiva para crear una nanoestructura.
  • Detalles más pequeños que la fotolitografía en entornos de laboratorio (~30 nm frente a ~100  nm). La resolución depende de la máscara utilizada y puede alcanzar los 6  nm. [ 5 ]
  • Nanolitografía

Limitaciones

Debido a la alta elasticidad del PDMS (o un elastómero alternativo), el sello puede sufrir deformaciones mecánicas no deseadas, como apareamiento, contracción y flacidez. [ 3 ]

  • Apareamiento: colapso lateral del elastómero que puede ocurrir debido a la baja resistencia estructural y la alta elasticidad del molde. Si la altura de la estructura es mucho mayor que su anchura, las estructuras adyacentes pueden colapsar.
  • Hundimiento: Si la altura de los elementos es mucho menor que la distancia, el sello puede hundirse debido a la gravedad.
  • Contracción: el volumen del PDMS se reduce un 1 % tras el curado. Dependiendo de la tolerancia dimensional del diseño, el patrón registrado puede generar patrones imprecisos.

Referencias

  1. ↑ En palabras de Rogers y Nuzzo, pág. 50, citadas en "Lecturas adicionales"
  2. ↑ Miranda, Inés; Sousa, Andrews; Sousa, Paulo; Ribeiro, João; Castanheira, Elisabete MS; Lima, Ruí; Minas, Graça (21-12-2021). "Propiedades y aplicaciones de PDMS para ingeniería biomédica: una revisión" . Revista de biomateriales funcionales . 13 (1): 2. doi : 10.3390/jfb13010002 . ISSN 2079-4983 . PMC 8788510 . PMID 35076525 .   
  3. 1 2 Radha, B; Kulkarni, G (2012-10-15), "Micromoldeo: una técnica de litografía blanda" , en Jain, V (ed.), Procesos de microfabricación , CRC Press, pp. 329–347 , doi : 10.1201/b13020-25 , ISBN  978-1-4398-5290-3, consultado el 1 de mayo de 2026
  4. ↑ "Investigación sobre microsellos: microsellos disponibles comercialmente en la televisión" . RMS . Consultado el 17 de enero de 2017 .
  5. ^ Waldner, Jean-Baptiste (2008). Nanocomputadoras e inteligencia de enjambre . Londres: ISTE John Wiley & Sons . pag. 93.ISBN​  978-1-84704-002-2.

Lecturas adicionales

  • Xia, Y.; Whitesides, GM (1998). "Litografía blanda" . Angew. Chem. Int. Ed. Engl . 37 (5): 551– 575. doi : 10.1002/(SICI)1521-3773(19980316)37:5 < 550::AID-ANIE550 > 3.0.CO ; 2-G . PMID 29711088 . {{cite journal}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  • Xia, Y.; Whitesides, GM (1998). "Litografía blanda. En". Annu. Rev. Mater. Sci . 28 : 153– 184. Bibcode : 1998AnRMS..28..153X . doi : 10.1146/annurev.matsci.28.1.153 .
  • Quake, SR; Scherer, A. (2000). "De la microfabricación a la nanofabricación con materiales blandos". Science . 290 (5496): 1536– 1540. Bibcode : 2000Sci...290.1536Q . doi : 10.1126/science.290.5496.1536 . PMID 11090344 . S2CID 1386132 .  
  • Rogers, JA; Nuzzo, RG (2005). "Febrero". Avances recientes en litografía blanda. En" . Materials Today . 8 (2): 50– 56. doi : 10.1016/S1369-7021(05)00702-9 .