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微電機變得簡單

發布時間:2021-01-15

由ArbenMerkoi教授領導的ICN2 Nanobioelectronics and Biosensors Group的研究人員已經設計出一種簡單的制造方法,用于多功能氧化石墨烯基微電機。它不需要特殊設備,可用于生產一系列可以進一步調整以用于不同目的的微電機。Luis Baptista-Pires在Small發表的論文中解釋了這一過程。


任何電機都需要燃料并執行工作。在微觀尺度上,它們可以被設計成當被釋放到水性環境中時,它們執行一系列任務 - 所有這些動作使得它們能夠與活細胞,化學污染物甚至微觀尺度的電路相互作用。


由ICREA教授ArbenMerkoi領導的ICN2 Nanobioelectronics和Biosensors Group的研究人員開發的電機已用于測試條件,以去除水中的油滴。這些結構由石墨烯氧化物的微小軋制板組成,可以很容易地通過油和水拉鏈,拾取它們遇到的任何油粒并將它們作為貨物運輸以便以后釋放。


但真正的突破,以及發表在Small上的論文的重點,是用于構建它們的創新,幾乎有趣的簡單生產方法。采用現有的內部技術,將氧化石墨烯溶液倒在蠟印紙膜上。它作為一種模具,當在乙醇中從一側到另一側進行潤濕和手動搖動時,設置和釋放多個自卷式氧化石墨烯管 - 微電機的基本構件。


作為相同制造工藝的一部分,這些卷起微電機可以襯有鉑。當馬達被釋放到他們將執行任務的環境中時,還添加少量過氧化氫。鉑與它發生反應,產生******前進運動的氣泡。或者,電機可以襯有磁性顆粒,允許使用磁鐵進行外部轉向。


重要的是,ICN2開發的制造工藝比現有生產微電機的方法更便宜,更簡單,并且不需要特殊設備。它還可以顯著控制氧化石墨烯的卷積方向 - 縱向,橫向或對角線。由于不同滾動的微電機在液體中移動時表現出不同的行為,這對于大規模微電機技術的可行性非常重要- 對于實際應用,研究人員需要能夠生產執行相同任務的批量電機。


起配置外,該團隊還嘗試改變卷軸的厚度和用于制造它們的溶液的還原水平(即,降低氧化物中氧的比例)。這導致電動機具有不同的內部結構和表面特征,不同的解決方案設置不同和/或在從膜釋放時或多或少地滾動。所有這些變量都開辟了無數種機械和化學調節微電機以滿足特定任務的方式。


微電機和納米電機代表了一個具有廣泛潛在應用的新興領域,從醫療干預和健康診斷到能量儲存和環境監測。然而,在完全實現這些障礙之前,仍然存在一些主要障礙。例如,這些電動機通常運行的燃料不是完全生物相容的。這排除了它們立即用于清潔溢油的比例,直到找到更環保的化合物。


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