Na een bijzonder sportfragment gaan de PhD-studenten direct aan de slag. Met behulp van software knippen ze de atleten uit de televisiebeelden. De uitgeknipte atleten worden omgezet in afbeeldingen van kleine pixels van driehonderd bij driehonderd nanometer. Die pixels ‘tekenen’ de studenten de volgende dag in het Nanolab op een chip.
Kleurplaat op nanoschaal
Het tekenen gebeurt met een techniek genaamd elektronenstraallithografie. Een bundel van elektronen schiet kleine puntjes in een lichtgevoelige laag. Dit kun je vergelijken met het ‘stippelen’ dat je vroeger op een kleurplaat zou doen. Het verschil is alleen dat de elektronenbundel extreem kleine puntjes kan maken daardoor kunnen de structuren ook een stuk kleiner kunnen worden.
Met alle puntjes op de juiste plek is het tijd om de microatleten definitief vast te leggen. In een speciaal apparaat wordt een klein laagje metaal aangebracht op het hele oppervlak van de chip. Dit laagje metaal is ongeveer zestig nanometer dik. Kleiner dan veel virussen. Dat is zo dun dat je ruim 1500 van die lagen nodig hebt om tot de dikte van een menselijke haar te komen.
Nu is het tijd om de lichtgevoelige laag weer weg te spoelen, die zat namelijk nog altijd onder het metalen laagje. Doordat de elektronengevoelige laag wordt weggespoeld, verdwijnt ook het metaal dat er nog op zit. Alleen het metaal waar de structuren geschreven zijn blijft. De topsporter op nanoschaal is vereeuwigd.
Nieuwe materialen
Met elektronenstraallithografie kan je kleine apparaten (devices) maken om de eigenschappen van nieuwe materialen te onderzoeken. Daarmee kunnen de onderzoekers heel nauwkeurig kijken of de eigenschappen van het materiaal geschikt is voor nieuwe toepassingen in bijvoorbeeld elektronica en fotonica. Met de techniek kun je ook ontwerpen voor nieuwe sensoren maken voor bijvoorbeeld bloedonderzoek. Aan de Universiteit Twente onderzoeken ze specifiek materialen die interessant zijn voor efficiënter datatransport. Daardoor is jouw smartphone in de toekomst hopelijk nog sneller en energiezuiniger.
Atleten-op-een-chip
De atleet-op-een-chip is nu af, maar moeten nog wel daadwerkelijk de topprestatie leveren. En – net als op de olympische spelen – moet dat goed in beeld. In plaats van tientallen camera’s gebruiken de studenten een elektronenmicroscoop. Die microscoop ‘voelt’ met een straal elektronen over het oppervlak en kan daardoor ook de nanoatleten goed bekijken. De studenten maken een foto van elke afbeelding uit de originele videoclip en plakken ze aan elkaar als een stop-motion video. Dezelfde grootse prestatie, maar nu op een kleine schaal.
