Nanomotorer kunne hjælpe elektronik med at reparere sig selv

Efterhånden som elektronikken bliver mere og mere indviklet, det samme skal de nødvendige værktøjer til at reparere dem. Forventet denne udfordring, forskere vendte sig til kroppens immunsystem for inspiration og har nu bygget selvkørende nanomotorer, der kan opsøge og reparere små ridser på elektroniske systemer. De kunne en dag føre til fleksible batterier, elektroder, solceller og andre gadgets, der helbreder sig selv.

Forskerne præsenterer deres arbejde i dag på det 251. nationale møde og udstilling af American Chemical Society (ACS). ACS, verdens største videnskabelige samfund, holder mødet her til og med torsdag.

"Elektroniske kredsløb er meget sofistikerede i disse dage, "siger Jinxing Li." Men en revne, selv en ekstremt lille, kan afbryde strømmen af ​​strøm og i sidste ende føre til fejl i en enhed. Traditionel elektronik kan fastgøres med lodning, men reparation af avanceret elektronik på nanoskala kræver innovation. "

Gadgets vil snart være mere allestedsnærværende end nogensinde, optræder i vores tøj, implantater og tilbehør, siger Li, en ph.d. kandidat i laboratoriet til Joseph Wang, D.Sc., ved University of California i San Diego. Men at finde måder at reparere nanokredsløb på, batterielektroder eller andre elektroniske komponenter, når de går i stykker, er stadig en udfordring.

Udskiftning af hele enheder eller endda dele kan være svært eller dyrt, især hvis de er integreret i tøj eller placeret fjerntliggende steder. Det ville være ideelt at oprette enheder, der kan reparere sig selv, ifølge Wang, hvis laboratorium udvikler nanoskala -maskiner. For at arbejde hen imod dette mål, hans laboratorium og andre har vendt sig til naturen for at få ideer.

"Hvis du skærer din finger, for eksempel, trombocytter lokaliseres automatisk på sårstedet og hjælper med at starte helingsprocessen, "Siger Li." Så det vi ville gøre er at oprette og bruge ekstremt små robotter til at udføre den samme funktion, undtagen i et elektronisk system. "

For at opnå dette, Wangs team samarbejdede med gruppen af ​​Anna Balazs, Ph.d., der er ved University of Pittsburgh. De designede og byggede nanopartikler af guld og platin, der drives af brintoverilte. Platin ansporer brændstoffet til at nedbryde til vand og ilt, som driver partiklerne. Test viste, at nanomotorer zoomede over overfladen af ​​et brudt elektronisk kredsløb forbundet til en lysemitterende diode, eller LED. Da de nærmede sig bunden, de blev indkvarteret i den og broede kløften mellem de to sider. Fordi partiklerne er lavet af ledende metaller, de lod strøm strømme igen, og LED'en lyser.

Li siger, at nanomotorer ville være ideelle til svært at reparere elektroniske komponenter såsom det ledende lag af solceller, som er udsat for hårde miljøforhold og tilbøjelige til at ridse. De kan også bruges til at helbrede fleksible sensorer og batterier, som Wang -laboratoriet også udvikler.

Derudover det samme koncept med forskellige materialer og brændstoffer kunne bruges i medicinske applikationer til levering af lægemidler til bestemte steder. Laboratoriet udvikler også nye nanomotorer, der potentielt kan indsættes i kroppen til behandling af forskellige sygdomme, såsom maveinfektioner.