Сегодня исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали метод прививки наноразмерных электронных устройств на плавающие микрочастицы для мониторинга, от газов в различных средах до внутренних выработок пищеварительной системы человека.
На прошлой неделе на Национальной конференции и выставке Американского химического общества Майкл Стелла, профессор химического машиностроения в Массачусетском технологическом институте и исследователь Володимир Корман, изложил их для использования сил Ван-дер-Ваальса (атомных и молекулярных Формирование связи между ними, сила, сближающая их, позволяет электронике из двумерных (2D) материалов прилипать к плавающим частицам.
Strano и Coleman использовали двумерные материалы, дисульфид молибдена и дислеенид вольфрама (материал дихлоргенида переходного металла), чтобы сделать три дискретных электронных устройства: источник энергии, способный преобразовывать свет в электрический ток, способный обнаруживать молекулы Датчики и устройства памяти, которые могут извлекать данные, собранные датчиками.
Для получения мощности, исследователи дисульфид молибдена и вольфрама Диселенид объединены с образованием р гетеропереход фотодиод. Эта конфигурация является общим -перехода солнечные элементы, светоизлучающие диоды, лазеры и фотоприемники оборудование Основная часть.
При интерпретации устройства, как преобразовывать свет в электрический заряд, Колман сказал: «дисульфид молибдена окисляется в процессе изготовления тонкий оксидный слой из материала, имеющий возможность хранить заряд, когда применяются пороговое напряжение, дисульфид молибдена в ловушке заряд и. Измените его сопротивление и переключитесь в другое состояние.
Сенсорное устройство демонстрирует прочность 2D-материалов, поскольку их атомная тонкость очень чувствительна к изменениям их электрического сопротивления. В этом случае исследователи использовали один слой дисульфида молибдена для создания химического вещества, в котором сопротивление материала Изменяется наличие молекул.
Последнее устройство для хранения электронных компонентов не всегда легко получается из 2D материалов. Но в начале этого года исследователи из Техасского университета в Остине обнаружили способ передачи Устройство памяти было изготовлено путем сэндвича слоя дисульфида молибдена со слоем толщины атомного слоя, и, как оказалось, полученное устройство обладало мемарной устойчивостью. Основной структурой устройства, разработанного командой MIT, было сэндвич слоя атомов дисульфида молибдена между двумя электродами. Один из двух электродов выполнен из серебра, а другой - из золота. Согласно Колеману, устройство памяти было смоделировано на основе исследования, опубликованного в Nature Materials в 2015 году.
По словам Коулмана, три устройства все независимы, но все они интегрированы в один чип. «Модуляция - это цель наших усилий, чтобы мы могли обменивать, увеличивать и уменьшать каждый компонент».
После того, как электроника готова, команде необходимо найти идеальные микрочастицы и прикрепить к ним свою 2D-электронику. Они помещаются на частицы размером с микроны, называемые SU-8. Ключевой особенностью частицы является то, что она является коллоидом. Частицы можно суспендировать в суспензии.
Исследователи обнаружили, что они могут продвигать частицы, содержащие наноэлектронные устройства в виде аэрозолей. Частицы могут перемещаться до одного метра. В экспериментах по физике исследователи подталкивали своих микророботов к моделированию газопроводов для обнаружения углерода. Частицы или летучие органические соединения.
Чтобы собрать микророботы после ходьбы по газовым трубам, исследователи добавили к ним маленькие зеркала, чтобы увидеть микророботы через их световые отражения. Микро-роботы имеют металлическое соединение и могут загружать их после их сбора. Сохраненная информация.
Хотя аналоговый газопровод был первым испытанием, исследователи также изучают потенциал использования этих устройств в качестве мониторов для пищеварительных систем человека.
По словам Коулмана, целью будущей работы будет расширение библиотеки электронных устройств, которые могут быть интегрированы на чипе.
Он добавил: «Мы будем применять эти разные машины для различных применений, таких как пищеварительная система человека, мониторинг большой площади, расширенный мониторинг трубопроводов и геологоразведка».