Hoje, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) projetaram um método para enxertar dispositivos eletrônicos em nanoescala em micropartículas flutuantes para monitoramento, desde os gases em vários ambientes até o funcionamento interno do sistema digestivo humano.
Na semana passada, na Conferência e Exposição Nacional da Sociedade Americana de Química, Michael Stella, professor de engenharia química do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e pesquisador Volodymyr Korman da equipe de pesquisadores, apresentou-os para usar as forças de van der Waals (atômica e molecular). A formação de uma ligação entre eles, a força que os aproxima, permite que a eletrônica feita de materiais bidimensionais (2D) adira às partículas flutuantes.
Strano e Coman usaram materiais bidimensionais, dissulfeto de molibdênio e disseleneto de tungstênio (um material dichalogeneto de metal de transição) para fazer três dispositivos eletrônicos discretos: uma fonte de energia capaz de converter luz em corrente elétrica, capaz de detectar moléculas Sensores e dispositivos de memória que podem recuperar os dados coletados pelos sensores.
Para poder, os investigadores dissulfeto de molibdênio e disseleneto de tungsténio se combinam para formar um fotodiodo pn heterojuno. Esta configuração é células solares junção PN comum, díodos emissores de luz, lasers e fotodetectores equipamento A parte principal.
Na interpretação do dispositivo como para converter luz em carga eléctrica, Coleman disse: "molibdênio dissulfureto é oxidada durante o processo de fabricação de uma camada fina de óxido do material que possui a capacidade de armazenar a carga, quando o limiar de tensão é aplicado, o molibdénio dissulfureto presa carga e. Mude sua resistência e mude para um estado diferente.
O sensor demonstra a força dos materiais 2D porque sua espessura atômica é altamente sensível a mudanças em sua resistência.Neste caso, os pesquisadores usaram uma única camada de dissulfeto de molibdênio para criar uma substância química na qual a resistência do material Muda com a presença de moléculas.
O último componente eletrônico - dispositivo de armazenamento - nem sempre é comprovadamente fácil de ser feito a partir de materiais 2D, mas no início deste ano, pesquisadores da Universidade do Texas em Austin descobriram uma maneira de passar camada atómica ensanduichada entre a espessura da camada do dissulfureto de molibdénio, para preparar o dispositivo de memória, tendo um dispositivo de memória e constatou que o valor da resistência resultante. equipa MIT desenvolveu um dispositivo é a estrutura básica de átomos entre dois eléctrodos ensanduichando uma camada de dissulfureto de molibdénio camada em um dois eletrodos de prata, o outro é feito de ouro, de acordo com Coleman disse, o dispositivo de memória é baseada em estudos publicados em 2015, Nature Materials sobre a modelagem feita.
De acordo com Coleman, os três dispositivos são todos independentes, mas todos são integrados em um único chip: "A modularização é o objetivo de nossos esforços para que possamos trocar, aumentar e diminuir cada componente".
Após os componentes eletrônicos estarem prontos, a equipe precisa encontrar as micropartículas perfeitas e anexar seus componentes eletrônicos 2D a elas, que são colocadas em partículas de tamanho mícron chamadas de SU-8. A principal característica da partícula é que ela é um colóide. Partículas, podem ser suspensas em suspensão.
Os investigadores descobriram que poderiam empurrar as partículas com um nano-dispositivos electrónicos a funcionar na forma de aerossol, distância do curso de partículas de até um metro em experiências de física, os investigadores irá avançar a sua gasoduto simulação micro-robô para detectar carbono Partículas ou compostos orgânicos voláteis.
Após a micro robô para terminar ao longo do tubo de gás para recolher, que adicionados aos investigadores de pequenos espelhos, micro robô, a fim de ver através da sua luz reflectida. Microrobot tendo uma ligação de metal, uma vez recolhido após baixá-lo possível Informação armazenada.
Embora o gasoduto analógico tenha sido o primeiro teste, os pesquisadores também estão investigando o potencial de usar esses dispositivos como monitores para sistemas digestivos humanos.
Segundo Coleman, o objetivo do trabalho futuro será ampliar a biblioteca de componentes eletrônicos que podem ser integrados no chip.
Ele acrescentou: "Vamos aplicar essas diferentes máquinas a diferentes aplicações, como o sistema digestivo humano, o monitoramento de grandes áreas, o monitoramento prolongado de tubulações e a exploração geológica".