اليوم ، صمم الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) طريقة لتطعيم الأجهزة الإلكترونية النانوية على الجسيمات الدقيقة العائمة للرصد ، من الغازات في بيئات مختلفة إلى العمل الداخلي للجهاز الهضمي البشري.
في الأسبوع الماضي في الاجتماع الوطني الجمعية الكيميائية الأمريكية والمعرض، أستاذ الهندسة الكيميائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الباحث مايكل Strano وفريقها من فلاديمير كومان قدم استخدامهم للقوى فان دير فال (في الذرات والجزيئات وشكلت السندات بين، قوة قريبة من بعضها البعض) من جهاز الكتروني مصنوع من ثنائي الأبعاد (2D) ومواد قادرة التمسك الجزيئات العائمة.
Strano كولمان ثنائية الأبعاد المادية وثاني كبريتيد الموليبدينوم وثنائي سيلينيت التنغستن (معدن الانتقال ينتمون إلى مادة ثاني كبريتيد مجمع المجموعة) لإنتاج المكونات الإلكترونية منفصلة ثلاثة: امدادات الطاقة قادرة على تحويل الضوء إلى تيار كهربائي، ويمكن الكشف عن جزيئات جهاز استشعار، وجهاز ذاكرة لاسترداد البيانات التي تم جمعها من قبل أجهزة الاستشعار.
من أجل السلطة، والباحثين ثاني كبريتيد الموليبدينوم وثنائي سيلينيت التنغستن تتجمع لتشكل الضوئي السندات الإذنية متغاير، وهذا التكوين هو الخلايا الشمسية السندات الإذنية تقاطع المشترك، وعلى ضوء الثنائيات، وأشعة الليزر وأجهزة الاستشعار البصرية المعدات الأقسام الرئيسية.
في تفسير جهاز كيفية تحويل الضوء إلى شحنة كهربائية، وقال كولمان: "يتأكسد ثاني كبريتيد الموليبدينوم أثناء عملية التصنيع طبقة رقيقة من أكسيد المواد لديها القدرة على تخزين تهمة، عند تطبيق الجهد عتبة، ثاني كبريتيد الموليبدينوم المحاصرين تهمة و. تغير مقاومته، التحول إلى دولة مختلفة.
يوضح جهاز الاستشعار قوة المواد ثنائية الأبعاد نظرًا لأن النحافة الذرية لها حساسية عالية للتغيرات في مقاومتها ، وفي هذه الحالة ، استخدم الباحثون طبقة واحدة من ثاني كبريتيد الموليبدينوم لإنشاء مادة كيميائية تكون فيها مقاومة المادة التغييرات مع وجود الجزيئات.
المكونات الإلكترونية الماضية - ذاكرة الجهاز، لم تثبت دائما أن يكون من السهل جدا لإعداد مواد 2D لكن في وقت سابق من هذا العام، جامعة تكساس في أوستن الباحثين قد وجدوا طريقة، من خلال القطبين. طبقة ذرية تقع بين سمك طبقة من كبريتيد الموليبدينوم لتحضير الجهاز الذاكرة، وجود جهاز الذاكرة وجدت أن قيمة المقاومة الناتجة. طور فريق MIT جهاز هو الهيكل الأساسي للذرات بين قطبين يقحم طبقة من كبريتيد الموليبدينوم طبقة في قطبين مصنوعة من الفضة، ويتكون الآخر من الذهب، وفقا لوقال كولمان، ويستند الجهاز الذاكرة على الدراسات التي نشرت في عام 2015، مواد الطبيعة على النمذجة بها.
وفقا لكولمان ، فإن الأجهزة الثلاثة كلها مستقلة ، ولكنها كلها متكاملة في رقاقة واحدة. 'إن النمذجة هي هدف جهودنا حتى نتمكن من تبادل كل مكون وزيادة وتقليصه'.
بعد أن تكون الإلكترونيات جاهزة ، يحتاج الفريق إلى إيجاد الجسيمات الدقيقة المثالية وإرفاق إلكترونيات ثنائية الأبعاد به ، ويتم وضعها على جزيئات ميكرون الحجم تسمى SU-8 ، والميزة الرئيسية للجسيم هي أنها غروانية. الجسيمات ، يمكن تعليقها في التعليق.
ووجد الباحثون أنهم يستطيعون دفع جزيئات تحتوي على أجهزة نانو إلكترونية لتشغيلها على شكل هباء ، مع جزيئات تصل إلى متر واحد ، وفي تجارب الفيزياء ، دفع الباحثون الروبوتات الصغيرة الخاصة بهم لمحاكاة خطوط أنابيب الغاز لاكتشاف الكربون. جزيئات أو مركبات عضوية متطايرة.
من أجل جمع الروبوتات الصغيرة بعد السير على طول أنابيب الغاز ، أضاف الباحثون مرايا صغيرة إليهم لرؤية الروبوتات الصغيرة من خلال انعكاسات الضوء الخاصة بهم ، حيث تحتوي الروبوتات الصغيرة على وصلة معدنية وقد تقوم بتنزيلها بمجرد جمعها. معلومات مخزنة.
على الرغم من أن أنبوب الغاز التناظري كان الاختبار الأول ، إلا أن الباحثين يحققون أيضًا في إمكانية استخدام هذه الأجهزة كمراقبين للأنظمة الهضمية البشرية.
وفقا لكولمان ، فإن الهدف من العمل المستقبلي سيكون توسيع مكتبة المكونات الإلكترونية التي يمكن دمجها على الرقاقة.
وأضاف: "سنقوم بتطبيق هذه الآلات المختلفة لتطبيقات مختلفة ، مثل الجهاز الهضمي البشري ، ورصد منطقة واسعة ، ومراقبة خط أنابيب ممتد واستكشاف جيولوجي".