▲微型房屋的屋顶，显示了离子枪可以聚焦在一个300×300微米区域的新能力。
来自法国贝桑松市的一个纳米机器人团队组装了一个新的微型机器人系统，它推动了光学纳米技术的前沿。通过结合现有的几种技术，该纳米工厂（μRobotex nanofactory）在一个大真空室中建立了微型结构，并将其组件固定在具有纳米精度的光纤尖端上。最新的《真空科学与技术》杂志报道了这种微型建筑，介绍了研究人员如何操作离子枪、电子束和精细控制的机器人导航，进一步推进了光学传感技术的发展。
到目前为止，实验室的光纤技术还没有用于纳米组装的机器人制动器，因此在这种精度下工作会阻碍工程师构建微结构。而这种创新允许小型化传感元件安装在光纤尖端上，这样工程师就可以看到和操作不同的部件。随着技术的不断发展，像人类头发一样细的光纤可以进到传统工具难以接近的位置，比如喷气式发动机和血管，以检测辐射水平或病毒分子。
“这是我们第一次用不到2纳米的精度实现装配，这对于机器人和光学领域来说是一个非常重要的进展。”文章作者Jean-Yves Rauch说道。
法国工程师将纳米组装的所有技术组件——聚焦离子束、气体喷射系统和微型可操作机器人——组装在真空室中，并利用显微镜来观察组装过程。
建造一个微型房子就像用一张纸折叠一个大型骰子，但是纳米级组装需要更精密的工具。聚焦离子束就像剪刀一样，来切割或划破房子的二氧化硅薄膜“纸”。一旦墙壁折叠到位，就在离子枪上选择较低的功率设置，利用气体喷射系统将结构的边缘固定到位。最后利用低功率的离子束和气体喷射，轻轻地在屋顶上绘制瓷砖图案，这一步强调准确性和灵活性。在这个过程中，离子枪只能聚焦在300*300微米的范围内，将离子注入到纤维尖端和硅膜上。Rauch解释说，两名工程师在多台电脑上工作，以控制这一过程。许多步骤已经自动化，但在未来，该团队希望机器人的各个阶段都可以自动化装配。
现在，利用μRobotex系统，工程师们正在构建功能化的微结构，通过将微结构附着到光纤上来检测特定分子。该团队希望能建造更小的结构并将其固定在直径只有20到100纳米的碳纳米管上，从而进一步拓展该技术的极限。
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编译：Coke 审稿：alone 责编：南熙
