Name: origami inspired self-assembly of patterned and reconfigurable particles
Uploaded: 2013-02-04T09:53:00
Duration: 12 min 33 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles at JoVE.com

Vi erkänner finansiering från NSF genom bidrag CMMI 0854881 och CBET 1.066.898. Författarna tackar Matthew Mullens för användbara förslag.

<ol>
	<li>Syms, R. R. A., Yeatman, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+3-dimensional+microstructures+using+rotation+by+surface-tension+forces.">Self-assembly of 3-dimensional microstructures using rotation by surface-tension forces.</a> Electronics Letters. 29 (8), 662-664 (1993).</li><li>Smela, E., Inganas, O., Lundstrom, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+folding+of+micrometer-size+structures.">Controlled folding of micrometer-size structures.</a> Science. 268 (5218), 1735-1738 (1995).</li><li>Ebefors, T., Kalvesten, E., Stemme, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+small+radius+joints+based+on+thermal+shrinkage+of+polyimide+in+V-grooves+for+robust+self-assembly+3D+microstructures.">New small radius joints based on thermal shrinkage of polyimide in V-grooves for robust self-assembly 3D microstructures.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 8, 188-194 (1998).</li><li>Syms, R. R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rotational+self-assembly+of+complex+microstructures+by+the+surface+tension+of+glass.">Rotational self-assembly of complex microstructures by the surface tension of glass.</a> Sensors and Actuators A. 65, 238-243 (1998).</li><li>Prinz, V. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free-standing+and+overgrown+InGaAs/GaAs+nanotubes,+nanohelices+and+their+arrays.">Free-standing and overgrown InGaAs/GaAs nanotubes, nanohelices and their arrays.</a> Physica E. 6, 828-831 (2000).</li><li>Vaccaro, P. O., Kubota, K., Aida, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain-driven+self-positioning+of+micromachined+structures.">Strain-driven self-positioning of micromachined structures.</a> Applied Physics Letters. 78 (19), 2852-2854 (2001).</li><li>Schmidt, O. G., Eberl, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotechnology:+Thin+solid+films+roll+up+into+nanotubes.">Nanotechnology: Thin solid films roll up into nanotubes.</a> Nature. 410, 168 (2001).</li><li>Kladitis, P. E., Linderman, R. J., Bright, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solder+self-assembled+micro+axial+flow+fan+driven+by+a+scratch+drive+actuator+rotary+motor.">Solder self-assembled micro axial flow fan driven by a scratch drive actuator rotary motor.</a> , 598-601 (2001).</li><li>Gracias, D. H., Kavthekar, V., Love, J. C., Paul, K. E., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+micrometer-scale,+patterned+polyhedra+by+self-assembly.">Fabrication of micrometer-scale, patterned polyhedra by self-assembly.</a> Advanced Materials. 14 (3), 235-238 (2002).</li><li>Dahlmann, G. W., Yeatman, E. M., Young, P., Robertson, I. D., Lucyszyn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication,+RF+characteristics+and+mechanical+stability+of+self-assembled+3D+microwave+inductors.">Fabrication, RF characteristics and mechanical stability of self-assembled 3D microwave inductors.</a> Sensors and Actuators A. 97-98, 215-220 (2002).</li><li>Patterson, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+scanning+micromirror+with+angular+comb+drive+actuation.">A scanning micromirror with angular comb drive actuation.</a> , 544-547 (2001).</li><li>Syms, R. R. A., Yeatman, E. M., Bright, V. M., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Tension-Powered+Self-Assembly+of+Microstructures-The+State-of-the-Art.">Surface Tension-Powered Self-Assembly of Microstructures-The State-of-the-Art.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 12 (4), 387-417 (2003).</li><li>Kubota, K., Fleischmann, T., Saravanan, S., Vaccaro, P. O., Aida, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+microstage+using+micro-origami+technique+on+GaAs.">Self-assembly of microstage using micro-origami technique on GaAs.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 42, 4079-4083 (2003).</li><li>Boncheva, M., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Templated+self-assembly:+Formation+of+folded+structures+by+relaxation+of+pre-stressed,+planar+tapes.">Templated self-assembly: Formation of folded structures by relaxation of pre-stressed, planar tapes.</a> Advanced Materials. 17 (5), 553-557 (2005).</li><li>Hong, Y. K., Syms, R. R. A., Pister, K. S. J., Zhou, L. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+fabrication+and+test+of+self-assembled+optical+corner+cube+reflectors.">Design, fabrication and test of self-assembled optical corner cube reflectors.</a> Journal of Micromechanics and Microengneering. 15, 663-672 (2005).</li><li>Arora, W. J., Nichol, A. J., Smith, H. I., Barbastathis, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane+folding+to+achieve+three-dimensional+nanostructures:+Nanopatterned+silicon+nitride+folded+with+stressed+chromium+hinges.">Membrane folding to achieve three-dimensional nanostructures: Nanopatterned silicon nitride folded with stressed chromium hinges.</a> Applied Physics Letters. 88, 053108 (2006).</li><li>Leong, T. G., Zarafshar, A. M., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-Dimensional+Fabrication+at+Small+Size+Scales.">Three-Dimensional Fabrication at Small Size Scales.</a> Small. 6 (7), 792-806 (2010).</li><li>Wang, M. -. F., Maleki, T., Ziaie, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+self-assembled+3D+microelectrode+array.">A self-assembled 3D microelectrode array.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 20, 035013 (2010).</li><li>Ionov, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+microorigami:+self-folding+polymer+films.">Soft microorigami: self-folding polymer films.</a> Soft Matter. 7, 6786-6791 (2011).</li><li>Randall, C. L., Gultepe, E., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-folding+devices+and+materials+for+biomedical+applications.">Self-folding devices and materials for biomedical applications.</a> Trends in Biotechnology. 30 (3), 138-146 (2012).</li><li>Gimi, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembled+three+dimensional+radio+frequency+(RF)+shielded+containers+for+cell+encapsulation.">Self-assembled three dimensional radio frequency (RF) shielded containers for cell encapsulation.</a> Biomedical Microdevices. 7 (4), 341-345 (2005).</li><li>Cho, J. H., Azam, A., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three+dimensional+nanofabrication+using+surface+forces.">Three dimensional nanofabrication using surface forces.</a> Langmuir. 26 (21), 16534-16539 (2010).</li><li>Pandey, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Algorithmic+design+of+self-folding+polyhedra.">Algorithmic design of self-folding polyhedra.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (50), 19885-19890 (2011).</li><li>Leong, T. G., Benson, B. R., Call, E. K., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin+film+stress+driven+self-folding+of+microstructured+containers.">Thin film stress driven self-folding of microstructured containers.</a> Small. 4 (10), 1605-1609 (2008).</li><li>Leong, T. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tetherless+thermobiochemically+actuated+microgrippers.">Tetherless thermobiochemically actuated microgrippers.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (3), 703-708 (2009).</li><li>Cho, J. H., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+lithographically+patterned+nanoparticles.">Self-assembly of lithographically patterned nanoparticles.</a> Nano Letters. 9 (12), 4049-4052 (2009).</li><li>Azam, A., Laflin, K., Jamal, M., Fernandes, R., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-folding+micropatterned+polymeric+containers.">Self-folding micropatterned polymeric containers.</a> Biomedical Microdevices. 13 (1), 51-58 (2011).</li><li>Azam, A., Leong, T. G., Zarafshar, A. M., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compactness+determines+the+success+of+cube+and+octahedron+self-assembly.">Compactness determines the success of cube and octahedron self-assembly.</a> PLoS One. 4 (2), e4451 (2009).</li><li>Harsh, K., Lee, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+for+solder+self-assembled+MEMS.">Modeling for solder self-assembled MEMS.</a> Proceedings of SPIE. 3289, 177-184 (1998).</li><li>Syms, R. R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Equilibrium+of+hinged+and+hingeless+structures+rotated+using+surface+tension+forces.">Equilibrium of hinged and hingeless structures rotated using surface tension forces.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 4 (4), 177-184 (1995).</li><li>Leong, T. G., Lester, P. A., Koh, T. L., Call, E. K., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+tension-driven+self-folding+polyhedra.">Surface tension-driven self-folding polyhedra.</a> Langmuir. 23, 8747-8751 (2007).</li><li>Harsh, K. F., Bright, V. M., Lee, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solder+self-assembly+for+three-dimensional+microelectromechanical+systems.">Solder self-assembly for three-dimensional microelectromechanical systems.</a> Sensors and Actuators A. 77, 237-244 (1999).</li><li>Nikishkov, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Curvature+estimation+for+multilayer+hinged+structures+with+initial+strains.">Curvature estimation for multilayer hinged structures with initial strains.</a> Journal of Applied Physics. 94 (8), 5333-5336 (2003).</li><li>He, H. Y., Guan, J. J., Lee, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+oral+delivery+device+based+on+self-folding+hydrogels.">An oral delivery device based on self-folding hydrogels.</a> Journal of Controlled Release. 110 (2), 339-346 (2006).</li><li>Luchnikov, V., Sydorenko, O., Stamm, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-rolled+polymer+and+composite+polymer/metal+micro-+and+nanotubes+with+patterned+inner+walls.">Self-rolled polymer and composite polymer/metal micro- and nanotubes with patterned inner walls.</a> Advanced Materials. 17, 1177-1182 (2005).</li><li>Bassik, N., Abebe, B. T., Laflin, K. E., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photolithographically+patterned+smart+hydrogel+based+bilayer+actuators.">Photolithographically patterned smart hydrogel based bilayer actuators.</a> Polymer. 51 (26), 6093-6098 (2010).</li><li>Jamal, M., Zarafshar, A. M., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentially+photo-crosslinked+polymers+enable+self-assembling+microfluidics.">Differentially photo-crosslinked polymers enable self-assembling microfluidics.</a> Nature Communications. 2 (527), 1-6 (2011).</li><li>Harazim, S. M., Xi, W., Schmidt, C. K., Sanchez, S., Schmidt, O. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+applications+of+large+arrays+of+multifunctional+rolled-up+SiO/SiO2+microtubes.">Fabrication and applications of large arrays of multifunctional rolled-up SiO/SiO2 microtubes.</a> Journal of Materials Chemistry. 22, 2878-2884 (2012).</li><li>Randall, C. L., Kalinin, Y. V., Jamal, M., Shah, A., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-folding+immunoprotective+cell+encapsulation+devices.">Self-folding immunoprotective cell encapsulation devices.</a> Nanomedicine. 7 (6), 686-689 (2011).</li><li>Kalinin, Y. V., Randhawa, J. S., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three+dimensional+chemical+patterns+for+cellular+self-organization.">Three dimensional chemical patterns for cellular self-organization.</a> Angewandte Chemie. 50 (11), 2549-2553 (2011).</li><li>Randhawa, J. S., Keung, M. D., Tyagi, P., Gracias, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+actuation+of+microstructures+by+surface+chemical+modification+of+thin+film+bilayers.">Reversible actuation of microstructures by surface chemical modification of thin film bilayers.</a> Advanced Materials. 22 (3), 407-410 (2010).</li><li>Bassik, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzymatically+triggered+actuation+of+miniaturized+tools.">Enzymatically triggered actuation of miniaturized tools.</a> Journal of the American Chemical Society. 132, 16314-16317 (2010).</li></ol>

Inga intressekonflikter deklareras.

Vår origami-inspirerade monteringen är mångsidig och kan användas för att syntetisera en mängd olika 3D statiska och omkonfigurerbara partiklar med ett brett utbud av material, former och storlekar. Vidare, är förmågan att exakt mönster sensorer och elektroniska moduler på dessa partiklar viktiga för optik och elektronik. I motsats till ojämn partiklar som bildas genom alternativa metoder, där mönster är relativt oprecisa, ger denna metod ett sätt att syntetisera exakt mönstrad partiklar. I ytspänning baserad montering, säkerställer användningen av smältning tätande gångjärn att partiklarna är väl förseglade och mekaniskt styv efter monteringen (vid kylning). Tidigare har vi observerat att sömmarna är läckagesäker även för små molekyler 39,40. Elektroavsättning av ett tunt skikt av Au efter montering kan ge ytterligare styrka och förbättra den täta naturen hos sömmarna. Den tunna filmen stressen baserad vikning är användbar för applikationer där stimuli lyhörda vikning krävs, såsom i microgrippers som har använts för att utföra in vitro och in vivo biologisk provtagning och pick-and-place verksamhet i robotik. Medan den specifika metod som beskrivs här kan användas för att skapa omkonfigurerbara microgrippers som bara stänga en gång, kan ett lämpligt val av material och metoder för att manipulera stress i dubbelskikt användas för att också skapa gripande enheter som kan konfigureras över flera-cykler 37, 41. Höjdpunkten av användningen av restspänningar att driva dessa enheter är att de inte kräver några tjuder eller trådar och så har utmärkt manövrerbarhet för att möjliggöra aktivering på svåråtkomliga ställen. Vidare, genom ett lämpligt val av polymera triggers kan stimuli lyhörda beteende aktiveras med en rad stimuli inbegripet enzymer 42 för att möjliggöra självständig funktion av betydelse för robotteknik och kirurgi.

<table border="1"><tbody><tr><td> Namnet av reagenset </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> 950 Poly metylmetakrylat A11 </td><td> Micro Chem </td><td> M230011 </td><td> Offerskikt </td></tr><tr><td> Förkromade volfram stavar </td><td> RD Mathis Företag </td><td> CRW-2 </td><td> Indunstning källa för Cr </td></tr><tr><td> Koppar slug </td><td> Alfa Aesar </td><td> 7440-50-8 </td><td> Indunstning källa för Cu </td></tr><tr><td> Guld snigel </td><td> Alfa Aesar </td><td> 7440-57-5 </td><td> Indunstning källa för Au </td></tr><tr><td> SPR 220 7,0 </td><td> Rohm and Haas </td><td> 10016640 </td><td> Positiv fotoresist </td></tr><tr><td> S 1800-serien fotoresister </td><td> Rohm and Haas </td><td></td><td> Positiv photoresist </td></tr><tr><td> Megaposit MF-26 En utvecklare </td><td> Rohm and Haas </td><td> 10016574 </td><td> Utvecklare för SPR 220 7,0 fotoresist </td></tr><tr><td> Microposit 351 utvecklare </td><td> Rohm and Haas </td><td> 10016653 </td><td> Utvecklare för S 1800-serien fotoresister </td></tr><tr><td> Nickelsulfamat </td><td> Technic Inc </td><td> 030.175 </td><td> Pläteringslösning för Ni </td></tr><tr><td> Techni Löd Mate NF 820 60/40 undercentral </td><td> Technic Inc </td><td> 330.681 </td><td> Pläteringslösning för Pb-Sn gångjärn </td></tr><tr><td> APS 100 Koppar etsmedel </td><td> Transene Company Inc. </td><td> 021.221 </td><td> Koppar etsmedel </td></tr><tr><td> CRE 473 Krom etsmedel </td><td> Transene Company Inc. </td><td> 040.901 </td><td> Krom etsmedel </td></tr><tr><td> 1-metyl-2-Pyrollidinone (NMP) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M79.603 </td><td> Hög kokpunkt organiskt lösningsmedel för Pb-Sn gångjärn baserad själv vikning </td></tr><tr><td> Indalloy 5RMA flöde </td><td> Indium Corporation of America </td><td> FL28372 </td><td> Kemikalie som rengör lodet ytan och hämmar oxidation för bra Pb-Sn återflöde </td></tr></tbody></table>

origami inspired self-assembly of patterned and reconfigurable particles

Det finns många tekniker såsom fotolitografi, elektron-stråle litografi och mjuk-litografi som kan användas för att exakt mönster tvådimensionell (2D) strukturer. Dessa tekniker är mogna, erbjuda hög precision och många av dem kan implementeras i en hög genomströmning sätt. Vi utnyttjar fördelarna med plana litografi och kombinera dem med egen fällbara metoder 1-20 där fysiska krafter som härrör från ytspänning eller restspänningar, används för att kurvan eller vika plana strukturer i tre dimensioner (3D) strukturer. På så sätt gör vi det möjligt att massproducera exakt mönstrad statiska och omkonfigurerbara partiklar som utmanar att syntetisera. I detta dokument, visualiseras vi detalj experimentella protokoll för att skapa mönstrade partiklar, framför allt (a) permanent bundna, ihålig, Polyhedra att själv montera och självtätande grund av minimering av ytenergi för flytande gångjärn 21-23och (b) gripdon som själv-faldig grund restspänningar drivna gångjärn 24,25. Den specifika protokoll som beskrivs kan användas för att skapa partiklar med totala storleken sträcker sig från mikrometer till centimeter längdskalor. Vidare, kan godtyckliga mönster definieras på ytorna av partiklarna av betydelse i kolloidal vetenskap, elektronik, optik och medicin. Mer allmänt är begreppet självorganiserande mekaniskt styva partiklar med självtätande gångjärn tillämpliga, med vissa process ändringar, till skapandet av partiklar vid ännu mindre, 100 nm längdskalor 22, 26 och med en rad olika material, inklusive metaller 21 , halvledare 9 och polymerer 27. När det gäller restspänningar drivna aktivering av omkonfigurerbara gripande enheter, använder vår specifikt protokoll krom gångjärn av betydelse för enheter med storlekar från 100 nm till 2,5 mm. Men mer allmänt begreppet sådan tjuder utan restspänningardriven påverkan kan användas med alternativa hög stress material såsom heteroepitaxially avsatta halvledarfilmer 5,7 till eventuellt skapa ännu mindre nanoskala greppande anordningar.

Watch this Scientific Journal Video about Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles at JoVE.com

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

Vi beskriver experimentella detaljer om syntesen av mönstrade och omkonfigurerbara partiklar från tvådimensionella (2D) prekursorer. Denna metod kan användas för att skapa partiklar i en mängd olika former, inklusive Polyhedra och gripande enheter på längdskalor från mikro till centimeter skala.

Origami inspirerade självorganisering av Mönstrade och omkonfigurerbara partiklar

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides

Bildning av Beställda Biomolecular Structures av självorganisering av korta peptider

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control ...

Self-assembly of Complex Two-dimensional Shapes from Single-stranded DNA Tiles

Själv montering av komplexa Tvådimensionella former från Single DNA Tiles

Current methods in DNA nano-architecture have successfully engineered a variety of 2D and 3D structures using principles of self-assembly. In this ...

Preparation of Mica and Silicon Substrates for DNA Origami Analysis and Experimentation

Framställning av Mica och kiselsubstrat för DNA Origami analys och Experiment

The designed nature and controlled, one-pot synthesis of DNA origami provides exciting opportunities in many fields, particularly nanoelectronics. Many of ...

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

Ympning Multiwalled kolnanorör med polystyren för självmontering och Anisotrop flammighet

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...

Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

Vätska-cell transmissionselektronmikroskopi för spårning självmontering av nanopartiklar

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully ...

Fabrication of Spherical and Worm-shaped Micellar Nanocrystals by Combining Electrospray, Self-assembly, and Solvent-based Structure Control

Tillverkning av sfäriska och mask-formade Micellar nanokristaller genom att kombinera elektrospray, självmontering och lösningsmedelsbaserade struktur kontroll

Micellar nanocrystals (micelles with encapsulated nanocrystals) have become an emerging major class of nanobiomaterials. We describe a method of ...

Bio-inspired Polydopamine Surface Modification of Nanodiamonds and Its Reduction of Silver Nanoparticles

Bio-inspirerade Polydopamine yta ändring av Nanodiamonds och dess förminskning av Silvernanopartiklar

Surface functionalization of nanodiamonds (NDs) is still challenging due to the diversity of functional groups on the ND surfaces. Here, we demonstrate a ...

Gene-therapy Inspired Polycation Coating for Protection of DNA Origami Nanostructures

Genterapi inspirerade Polycation beläggning för skydd av DNA Origami nanostrukturer

DNA origami nanostructures hold an immense potential to be used for biological and medical applications. However, low-salt conditions and nucleases in ...

Synthesis of Monodisperse Cylindrical Nanoparticles via Crystallization-driven Self-assembly of Biodegradable Block Copolymers

Syntes av monodisperse cylindriska nanopartiklar via kristallisation driven Self-församlingen av biologiskt nedbrytbart block sampolymerer

The production of monodisperse cylindrical micelles is a significant challenge in polymer chemistry. Most cylindrical constructs formed from diblock ...

DNA Origami-Mediated Substrate Nanopatterning of Inorganic Structures for Sensing Applications

DNA origami-medierad substrat Nanopatterning av oorganiska strukturer för avkänning av applikationer

Structural DNA nanotechnology provides a viable route for building from the bottom-up using DNA as construction material. The most common DNA ...