วันนี้นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (Massachusetts Institute of Technology (MIT) ได้ออกแบบวิธีการปลูกถ่ายอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์ขนาดนาโนบนอนุภาคขนาดใหญ่เพื่อตรวจสอบจากก๊าซในสภาพแวดล้อมต่างๆเพื่อการทำงานภายในของระบบทางเดินอาหารของมนุษย์
สัปดาห์ที่แล้วที่งาน American Chemical Society National Conference and Exposition Michael Stella ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีที่ Massachusetts Institute of Technology และนักวิจัย Volodymyr Korman ของทีมวิจัยได้แนะนำให้ใช้กองกำลัง Van der Waals (อะตอมและโมเลกุล) การก่อตัวของความผูกพันระหว่างพวกเขาแรงที่ทำให้พวกเขาเข้ามาใกล้กันทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำจากวัสดุสองมิติ (2D) เพื่อยึดติดกับอนุภาคลอย
Strano และ Coman ใช้วัสดุสองมิติโมลิบดีนัมซัลไฟด์และทังสเตน diselenide (วัสดุเปลี่ยนเป็นโลหะ dichalcogenide) เพื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามแบบแยกกัน: แหล่งจ่ายไฟที่สามารถแปลงไฟเป็นกระแสไฟฟ้าได้สามารถตรวจจับโมเลกุลได้ เซ็นเซอร์และอุปกรณ์หน่วยความจำที่สามารถดึงข้อมูลที่เก็บรวบรวมโดยเซนเซอร์
สำหรับการใช้พลังงานนักวิจัยโมลิบดีนัมซัลไฟด์และ diselenide ทังสเตนรวมถึงรูปแบบโฟโตไดโอด PN เฮเทอโร. การกำหนดค่านี้เป็นเรื่องธรรมดาทางแยก PN เซลล์แสงอาทิตย์ไดโอดเปล่งแสงเลเซอร์และอุปกรณ์ตรวจจับแสง ส่วนหลัก
ในการตีความอุปกรณ์วิธีการแปลงแสงให้เป็นค่าใช้จ่ายไฟฟ้าโคลแมนกล่าวว่า "ซัลไฟด์โมลิบดีนัมออกซิไดซ์ในระหว่างกระบวนการผลิตชั้นออกไซด์บางของวัสดุที่มีความสามารถในการจัดเก็บค่าใช้จ่ายเมื่อแรงดันเกณฑ์ถูกนำไปใช้โมลิบดีนัมซัลไฟด์ที่ติดอยู่ค่าใช้จ่ายและ การเปลี่ยนแปลงความต้านทานเปลี่ยนไปยังรัฐที่แตกต่างกัน.
อุปกรณ์เซ็นเซอร์ 2D แสดงให้เห็นถึงความแข็งแรงของวัสดุที่เพราะมีความไวสูงอะตอมบางของการเปลี่ยนแปลงของพวกเขาในการต่อต้าน. ในกรณีนี้นักวิจัยที่ใช้ชั้นเดียวของซัลไฟด์โมลิบดีนัมสารเคมีนั้นวัสดุทาน กับการปรากฏตัวของโมเลกุลที่มีการเปลี่ยนแปลง
ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ผ่านมา - อุปกรณ์หน่วยความจำที่ไม่ได้รับการพิสูจน์เสมอที่จะเป็นเรื่องง่ายมากที่จะจัดเตรียมวัสดุ 2D แต่ก่อนหน้านี้ในปีนี้มหาวิทยาลัยเทกซัสออสตินนักวิจัยได้พบวิธีผ่านสองขั้วไฟฟ้า ชั้นอะตอมคั่นกลางระหว่างความหนาของชั้นของซัลไฟด์โมลิบดีนัมเพื่อเตรียมความพร้อมอุปกรณ์หน่วยความจำที่มีอุปกรณ์หน่วยความจำและพบว่าค่าความต้านทานผล. ทีม MIT พัฒนาอุปกรณ์ที่เป็นโครงสร้างพื้นฐานของอะตอมระหว่างสองขั้วประกบชั้นของโมลิบดีนัมซัลไฟด์ ชั้นในสองขั้วไฟฟ้าที่ทำจากเงินอื่น ๆ ที่ทำจากทองตามโคลแมนกล่าวว่าอุปกรณ์หน่วยความจำจะขึ้นอยู่กับการศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2015, วัสดุธรรมชาติในการสร้างแบบจำลองที่ทำ
Coleman กล่าวว่าอุปกรณ์ทั้งสามชิ้นนี้เป็นอิสระ แต่รวมอยู่ในชิพเดียว "Modularization คือเป้าหมายของความพยายามของเราเพื่อให้เราสามารถแลกเปลี่ยนเพิ่มและลดส่วนประกอบแต่ละชิ้นได้"
หลังจากที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พร้อมแล้วทีมงานต้องหาไมโครพรินเมนต์ที่สมบูรณ์แบบและแนบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 2D ของมันไปวางไว้บนอนุภาคขนาดไมครอนที่เรียกว่า SU-8 คุณลักษณะสำคัญของอนุภาคคือว่าเป็นคอลลอยด์ อนุภาคสามารถระงับการระงับได้
นักวิจัยพบว่าสามารถขับเคลื่อนอนุภาคที่มีอุปกรณ์นาโนอิเล็กทรอนิกส์ทำงานในรูปของละอองลอยอนุภาคสามารถเดินทางได้ถึงหนึ่งเมตรในการทดลองทางฟิสิกส์นักวิจัยได้ผลักดันให้หุ่นยนต์ขนาดเล็กของตนจำลองเส้นทางก๊าซเพื่อตรวจจับคาร์บอน อนุภาคหรือสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย
เพื่อรวบรวมหุ่นยนต์ขนาดเล็กหลังจากเดินไปตามท่อแก๊สนักวิจัยได้เพิ่มกระจกขนาดเล็กให้กับพวกเขาเพื่อดูหุ่นยนต์ขนาดเล็กผ่านแสงสะท้อนของพวกเขาหุ่นยนต์ขนาดเล็กมีการเชื่อมต่อด้วยโลหะและสามารถดาวน์โหลดข้อมูลเหล่านี้ได้ครั้งเดียว ข้อมูลที่เก็บไว้
แม้ว่าท่อก๊าซแบบอะนาล็อกคือการทดสอบครั้งแรก แต่นักวิจัยยังกำลังตรวจสอบศักยภาพในการใช้อุปกรณ์เหล่านี้เป็นจอภาพสำหรับระบบย่อยอาหารของมนุษย์
ตามโคลแมนเป้าหมายของการทำงานในอนาคตคือการขยายห้องสมุดของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถรวมเข้ากับชิปได้
เขาเสริมว่า "เราจะใช้เครื่องจักรที่แตกต่างกันเหล่านี้ในการใช้งานที่แตกต่างกันเช่นระบบย่อยอาหารของมนุษย์การติดตามพื้นที่ขนาดใหญ่การตรวจสอบท่อแบบขยายและการสำรวจทางธรณีวิทยา"