"Karınca Köprüsü" nden ilham alan nanopartiküllerin montajı hasarlı devreleri onarır!
Girişimci böcek kolonisi, kendi kendine organize olma yeteneğine sahiptir ve bireyler arasındaki etkileşim yoluyla karmaşık görevleri tamamlayabilir. Örneğin, büyük bir boşluğu geçmek için karıncalar, koloninin diğer tarafa ulaşabilmesi için canlı bir köprü oluşturmak üzere birbirlerinin bedenlerini yakalayacaklardır. Hong Kong Çin Üniversitesi'ndeki bilim adamları, karınca kolonilerinin davranışlarından esinlenerek, hasarlı devreleri onarabilen nanopartiküllerden oluşan kendi kendine birleşen bir sistem geliştirdiler. Demir oksitten yapılan nanopartiküller manyetiktir ve bir manyetik alan tarafından kontrol edilebilir. İletken altın ile kaplanmıştır. Harici bir manyetik alanın etkisi altında, nanopartiküller şerit benzeri iletken bir yapıya kendi kendine organize olabilir.
Nanopartikül şeridinin uzunluğu ve kalınlığı, manyetik alanın ince ayarıyla kontrol edilebilir Manyetik alan kapatıldığında, şerit sert bir yapıya "kurur". Bu "mikro sürü" sistemi, bir karınca köprünün yapısını ve işlevini taklit ederek, iki bağlantısı kesilmiş elektrot arasında kararlı ve kalıcı bir iletken yol oluşturarak hasarlı mikro ölçekli devreleri onarma yeteneğini gösterir. Bu araştırma, bilim ve teknolojinin doğadan nasıl ilham aldığının ilginç bir örneğidir. Bir karınca kolonisine benzer şekilde, çok sayıda nanopartikül, tek bir nanopartikülün başaramayacağı görevleri gerçekleştirmek için birlikte çalışabilir.
Şu anda nanopartikül şeritleri, yalnızca iki boyutlu bir yüzeydeki kırık devreleri düzeltebiliyor. Sistemin gelecekteki gelişimi, nanopartikül montajının doğruluğunu iyileştirmeye odaklanmalıdır ve bir karınca köprüsüne benzer bir bağlantıyı gerçekten gerçekleştirmek için üç boyutlu bir boşluğu kapsayan bir bağlantı yöntemi geliştirmek mümkündür. Bu toplu davranışı yapay bir robot sisteminde simüle etmenin çeşitli mühendislik alanlarında faydalar getirmesi beklenir ve kısmen detaylı algoritmalar ve fiziksel tasarım yoluyla gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, küçük ölçekte grup düzeyinde işlevlere sahip bir grup robot sistemi geliştirmek hala bir zorluktur. Bu çalışma, bir karınca köprüsünün yapısını ve işlevini simüle eden bir mikro grup sistemini gerçekleştirmek için bileşenler olarak paramanyetik ve iletken işlevselleştirilmiş manyetit nanopartikülleri kullanır.
Stilize edilmiş salınımlı bir manyetik alanın uygulanmasına rağmen, bu yapı blokları, işlevselleştirilmiş nanopartikülün iki elektrotundan ayrılabilmesi için yüksek en-boy oranına sahip tersine çevrilebilir uzatma elde edebilen şerit şeklinde bir mikro grup halinde yeniden yapılandırılır. Aradaki elektronlar için iletken bir yol oluşturun. Ayrıca bir tür mikro anahtar olarak mikro grubun hasarlı mikro devreleri onarabildiği ve elektronik alanda geniş uygulama olanakları olan esnek devreler oluşturabildiği kanıtlanmıştır.
Referans dergisi "ACS Nano"
DOI: 10.1021 / acsnano.9b02139
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
