یکی از روشهای نوین برای ماشینکاری در مقیاس نانو استفاده از تکنیک Atomic Blasting میباشد که مشابه روش سندبلاست (ماسه پاشی) در مقیاس نانو است. در این روش پرتوهای یونی متمرکز شده برای سایش سطوح مواد سخت مورد استفاده قرار میگیرند.
در حال حاضر محققان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) نشان دادهاند که استفاده از پرتو یونی میتواند روشی مناسب برای ایجاد ساختارهایی با عمق کنترل شده در محدوده قطر یک اتم سیلیسیم باشد. با در نظر گرفتن دقت ابعادی بالای این روش، محققان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری توانستهاند از این روش ماشینکاری برای ساخت دستگاه جدیدی برای جداسازی و اندازهگیری ابعاد ذرات نانو در یک سیال استفاده کنند. این دستگاه که از پتانسیل لازم برای تولید انبوه نیز برخوردار است میتواند به عنوان یک استاندارد آزمایشگاهی جدید برای اندازهگیری و جداسازی نانوذرات مورد استفاده قرار گیرد.
برای شناخت کامل تمام پتانسیلهای این فرآیند، روشهای مختلفی برای استفاده از پرتو متمرکز شده یون گالیم برای انجام فرآیند ماشینکاری روی سطوح موادی مانند سیلیسیم ، نیترید سیلیسیم و دیاکسید سیلیسیم (این مواد بطور معمول برای ساخت دستگاههای نانومقیاس در حوزههای الکترونیک، اپتیک و مکانیک کاربرد دارند) بررسی شدند. برای بررسی سطح و اندارهگیری عمق توپوگرافی ایجاد شده توسط پرتو یونی، از یک میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) بسیار دقیق استفاده شد. این اندازهگیریهای دقیق برای شناخت محددویتهای روش ماشینکاری ضروری است.
محققان با استفاده از پرتو یون گالیم یک مدل پلکانی را در مادهای از جنس دیاکسید سیلیسیم ماشینکاری و سپس برای کنترل جریان نانوسیال محصور کردند. مدلهای پلکانی با پلههایی به عمق 1/1 نانومتر و عمق 6/0 نانومتر (حدود چند اتم) ماشینکاری شدند. نتایج نشان داد نانوذرات معلق در سیال بر اساس اندازه، در پلههای مربوطه (عمق معادل با سایز ذره) بطور دقیق جداسازی شدند زیرا ذرات با سایز بزرگ در پلههای با عمق بیشتر به دام افتاده و تنها ذرات کوچکتر امکان صعود و حرکت به سمت پلههای با عمق کمتر را دارند. اعضای این تیم تحقیقاتی با استفاده از ذرات فلورسنت و بکارگیری یک میکروسکوپ نوری توانستند محل قرارگیری ذرات را ثبت کرده و بر اساس عمق قرارگیری اندازه ذره را تعیین کنند. مقایسه نتایج حاصل از این روش با نتایج میکروسکوپ الکترونی نشان داد صحت دقت اندازهگیری با این روش تا حدود یک نانومتر است. این دقت در اندازهگیری نشان میدهد نه تنها میتوان از این دستگاه به عنوان جدا کننده نانوذرات بلکه میتوان از آن برای اندازهگیری نیز استفاده کرد.
دستگاه جداسازی و اندازهگیری ابعاد نانوذرات، ماشینکاری شده با دقت نانومتری با استفاده از پرتو متمرکز شده یون گالیم.