science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Op mierenbrug geïnspireerde nanodeeltjesassemblage repareert kapotte elektrische circuits

Krediet:Christopher Reid/Universiteit van Sydney

Kolonies van sociale insecten zijn in staat zichzelf te organiseren en complexe taken uit te voeren door middel van individuele interacties. Bijvoorbeeld, over grote gaten marcheren, mieren grijpen de lichamen van elkaar vast, het vormen van een levende brug waardoor de kolonies de andere kant kunnen bereiken. Geïnspireerd door dit zwermgedrag van mieren, wetenschappers van de Chinese Universiteit van Hong Kong ontwikkelden een zelfassemblagesysteem voor nanodeeltjes dat kapotte elektrische circuits kan repareren.

De nanodeeltjes, gemaakt van ijzeroxide, hebben magnetische eigenschappen en kunnen worden bestuurd door een magnetisch veld. Ze zijn bedekt met een laagje goud dat elektriciteit kan geleiden. Onder een extern magnetisch veld, de nanodeeltjes kunnen zichzelf organiseren in een lintachtige, geleidende structuur. De lengte en dikte van het nanodeeltjeslint kan worden geregeld door het veld te verfijnen, en de linten "drogen" tot harde structuren nadat het magnetische veld is uitgeschakeld. Dit "microswarm"-systeem heeft aangetoond dat het gebroken microschaalcircuits kan repareren door een stabiel en permanent geleidend pad te maken tussen twee losgekoppelde elektroden, het nabootsen van de structuur en functionaliteit van mierenbruggen.

Dit werk is een interessant voorbeeld van hoe wetenschap en technologie geïnspireerd kunnen worden door de natuur. Net als bij de mierenkolonies, een groot aantal nanodeeltjes is in staat om gezamenlijk taken uit te voeren die de mogelijkheden van één enkel nanodeeltje te boven gaan. In het huidige stadium is de nanodeeltjeslinten kunnen alleen gebroken circuits op een tweedimensionaal oppervlak repareren. Toekomstige ontwikkeling van dit systeem moet gericht zijn op het verbeteren van de precisie van de assemblage van nanodeeltjes, en mogelijk een aanpak ontwikkelen om verbindingen te maken over een driedimensionale kloof, die dan echt op de mierenbruggen zal lijken.

Krediet:ACS