Y yo me pregunto ¿Qué es lo que hay que hacer para fabricar cosas tan pequeñas?

Para fabricar cosas del tamaño de unos nanómetros necesitas hacer uso de tecnología especializada. Una técnica utilizada en la fabricación de cosas muy pequeñas se conoce como [1] fotolitografía

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 Microrrobots, microgiroscopios, prótesis del tamaño de un grano de arena, píldoras inteligentes… Te pueden parecer ideas de un libro no publicado de Julio Verne, pero todos estos proyectos están en funcionamiento hoy en día gracias a la micro y nanotecnología. Imagínate cientos de estas máquinas fabricadas en serie a partir de una única pieza de silicio y por tan sólo unos céntimos de euro. Un mundo donde la gravedad y la inercia no son importantes, un mundo dominado por las fuerzas atómicas y de superficie.

Los chips de computadoras son fabricados usando fotolitografía. Este proceso en lugar de tinta utiliza luz para dibujar. Lo primero que necesitas es un sustrato, que es aquello donde se dibujará. El sustrato se cubre con una sustancia! química llamada fotoresinas. Hay una cantidad de sustancias químicas pueden actuar como fotoresinas, muchas de ellas son [2] polímetros. Las fotoresinas cambian cuando están expuestas a la luz porque sus moléculas se entrelazan, haciendo que no sean fácilmente removidas en el proceso de revelado o lavado (explicado más abajo). Ahora estamos listos para dibujar. Para crear el diseño sobre el sustrato necesitamos una máscara que posea el patrón de tal diseño. Si irradiamos luz a través de esta máscara, la luz solo pasará por aquellas áreas transparentes de la máscara e iluminará el sustrato. Para entender esto piensa en lo que pasa cuando proyectas sombras en la pared con tus manos. Finalmente, se necesitará el uso de otros productos químicos para [3] revelar el patrón creado sobre la fotoresina, estos productos químicos removerán la fotoresina que fue iluminada con luz y, de esta forma, obtenemos del diseño sobre el substrato. Para hacer un chip de computadora necesitamos crear líneas muy finas. La clave es entonces dibujar con alta resolución. Resolución es una medida que nos dice cuán cerca podemos colocar dos cosas, una al lado de la otra y aún poder distinguir la separación entre ellas. En los chips se instalaran dispositivos llamados [4] transistores . Los transistores son tan pequeños que miles de ellos cabrían en la pluma de Alois.

¿Cómo se fabrican las micro y nanomáquinas?

El silicio es el material tradicionalmente utilizado en la microelectrónica. El conocimiento acumulado en el trabajo con silicio hacen que en un principio la mayor parte de microsistemas se fabricasen con silicio y mediante procesos utilizados para fabricar semiconductores.

El silicio presenta un amplio rango de propiedades electromecánicas útiles, como pueden ser la elasticidad y la piezoelectricidad. El micromecanizado del silicio permite, por su estrecha relación con la microelectrónica, una fácil integración de la electrónica junto a los microsistemas. Todos estos motivos han propiciado que aún actualmente la mayor parte de microsistemas se fabriquen de silicio y con procesos de fabricación derivados de la industria del semiconductor.

Los procesos de micromecanizado de silicio se dividen principalmente en dos tipos:

• Micrograbado o micromecanizado en volumen (Bulk micromachining) Se trata de modificar el substrato de silicio.
• Micromecanizado en superficie (Surface micromachining). Consiste en depositar capas de material sobre la oblea de silicio.

Encontramos también un proceso de fabricación de microestructuras, que permite la utilización de otros materiales (metales, polímeros…), este es conocido con las siglas LIGA acrónimo de su nomenclatura alemana (Lithographie Galvanoformung Abformung).

Todos estos procesos ya han superado con amplitud el rango de escala de las micras y se emplean con pequeñas pero importantes variantes a escala nanométrica dando lugar a tecnologías de fabricación por debajo de los [5] 45 nm.

Para saber más:

[6] http://www.metalunivers.com/Tecnica/Hemeroteca/ArticuloCompleto.asp?ID=11926

[7] http://www.monografias.com/trabajos/fotolitografia/fotolitografia.html

[8] http://www.icmm.csic.es/fis/espa/prep_caract_lam_delg_prog.html

[9] http://elchorrodemanantial.blogspot.com/2007/07/el-belen-mas-pequeo-del-mundo.html

[10] http://www.canalsocial.net/GER/ficha_GER.asp?id=11897&cat=tecnologia