Крошечные нанодвигатели позволят электронным устройствам самовосстанавливаться в случае повреждения - «Наука и технологии»

Электронные устройства различного вида с каждым днем становятся все более сложными и миниатюрными, и точно такие же кардинальные изменения претерпевают технологии, используемые при производстве и ремонте этих электронных устройств. Но в некоторых случаях сложность электронного устройства делает невозможным процесс поиска возникшей неисправности и ее устранения, именно для таких "тяжелых" случаев исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали новую технологию самовосстановления, в которой используются крошечные нанодвигатели, способные самостоятельно искать и заращивать незначительные механические повреждения, к примеру, микротрещины.

"Современные электронные схемы имеют очень высокую степень сложности, для того, чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на печатную плату от смартфона или планшетного компьютера" - рассказывает Жинхинг Ли (Jinxing Li), - "Но любая трещина, даже самая незначительная, может прервать путь, по которому течет электрический ток, что в конечном счете приводит к отказу устройства. Обычная электроника может быть восстановлена путем традиционной пайки, но ремонт самой передовой наноразмерной электроники требует новых инновационных подходов".

"Если вы порежете палец, то кровяные пластинки (тромбоциты) автоматически изолируют место повреждения от окружающей среды и помогут начать процесс заживления" - рассказывает Ли, - "Используя это в качестве начальной идеи, мы спроектировали чрезвычайно маленьких роботов, которые выполняют функции тромбоцитов по отношению к электронной системе".

Нанороботы представляют собой наночастицы из золота и платины, и они приводятся в действие раствором пероксида водорода (перекиси водорода). Платина выступает в качестве катализатора, расщепляющего перекись на воду и кислород, пузырьки которого заставляют двигаться наночастицу. Когда движущиеся наночастицы попадают в район микротрещины, они заполняют ее собой, проникая во все ее уголки за счет малых размеров. И поскольку сами наночастицы изготовлены из токопроводящих материалов, это позволяет восстановить электрический контакт в месте трещины.

Такие наночастицы-нанороботы являются идеальным вариантом для восстановления некоторых электронных компонентов, которые чрезвычайно трудно или вообще невозможно отремонтировать другими способами. К примеру, при их помощи можно восстановить токопроводящий слой солнечных батарей, которые постоянно подвергаются резким температурным перепадам, что, в свою очередь, вызывает появление множества микротрещин. Кроме этого, такой же самый подход позволит "исцелить" гибкие датчики, аккумуляторные батареи и другую гибкую электронику, к которой нельзя прикасаться обычным паяльником.

Помимо всего вышеперечисленного, подобная технология, в которой используются несколько другие материалы и вид "топлива", могут использоваться в медицинских целях для доставки лекарственных препаратов непосредственно в точку их применения. Сейчас ученые из Калифорнийского университета уже работают в направлении создания нанороботов-нанодвигателей, которые будут способны функционировать внутри тела человека и которые смогут использоваться для лечения различных заболеваний, в том числе и инфекционных.