مترجم: علی طالبی
ساخت دستگاههای ریز در حجم انبوه، روشی است که محققان برای کنترل فرآیند شکست طبیعی موادی که از لحاظ اتمی نازک و شکننده هستند طراحی کردهاند که خطوط شکست را، به طوری که آنها تودههای خرد با اندازه و شکل قابل پیشبینی تولید کنند، هدایت میکند. در داخل این تودهها مدارها و مواد الکترونیکی وجود دارند که میتوانند دادههایی را جمعآوری، ضبط و بازتولید کنند.
این فرآیند، به نام «سوراخ کردن خودکار» توسط محققان پس از آزمایشها و تحقیقات متعدد حاصل شده است.
استرانو یکی از محققان این طرح میگوید: «مردم فکر میکنند گرافین یک ماده بسیار نازک، اما فوقالعاده مستحکم است، یعنی سست و نرم، اما در واقع شکننده است». تیم به جای این که شکنندگی را یک مشکل درنظر بگیرد، به این نتیجه رسید که میتواند آن را به نفع خودش استفاده کند.
اما سیستم جدید تنها این را انجام میدهد که، با کنترل فرآیند شکاف، به جای تولید خرده ریزهای غیریکدست مواد، مثل خرده شیشههای یک پنجره شکسته، قطعههایی با شکل و اندازه یکسان تولید میکند.
استرانو در ادامه میگوید: «ما کشف کردیم که میتوان با ایجاد یک میدان مغناطیسی باعث هدایت شکافت شد و میتوان از این برای تولید کنترل شده استفاده کرد. در نتیجه، شکافتها در امتداد این محدوهها متمرکز میشوند و سپس اتفاق شگفتانگیزی رخ میدهد: گرافین کاملاً خواهد شکست، اما شکافت به اطراف سطح ستون هدایت خواهد شد». نتیجه یک قطعه گرد و منظم گرافین است که گویی با دقت با پانچ میکروسکوپ سوراخ شده است.
محققان همچنین نشان دادهاند که علاوه بر گرافین، دیگر مواد دو بعدی، مانند دیسولفید مولیبدن و بورونیتید شش ضلعی، نیز به همین شکل عمل میکنند.
روباتهایی در ابعاد یک سلول
این روباتهای ریز با اندازههای متغیر، از اندازه یک گلبول قرمز انسان، حدود ۱۰ میکرومتر، تا حدود ۱۰ برابر این اندازه «مانند یک سلول بیولوژیکی زنده به نظر میآیند و عمل میکنند. استرانو میگوید در واقع، در زیر میکروسکوپ، احتمالاً بتوان اکثر مردم را قانع کرد که این یک سلول است. این کار در ادامه پژوهشهای قبلی استرانو و شاگردانش درباره توسعه syncellهایی است که میتوانستند اطلاعاتی در مورد شیمی یا دیگر خواص محیط اطراف خود را با استفاده از حسگرهای سطح خود جمعآوری و اطلاعات را برای بازیابی بعدی ذخیره کنند، به عنوان مثال تزریق انبوهی از چنین ذراتی در یک سر یک خط لوله و بازیابی آنها را به سر دیگر، برای به دست آوردن اطلاعات در مورد شرایط در داخل آن. در حالی که syncellهای جدید هنوز بیشتر تواناییهای syncellهای قبلی را ندارند، آنها به صورت جداگانه ساخته میشدند، در حالی که این کار راهی برای تولید انبوه راحت چنین دستگاههایی نشان میدهد. در ادامه تحقیقات مشخص شد که اطلاعات در سطوح مختلف هدایت الکتریکی ذخیره میشوند. سپس این اطلاعات میتوانند با استفاده از یک پروب الکتریکی «خوانده» شوند، با نشان دادن اینکه مواد میتوانند به عنوان شکلی از حافظه الکترونیکی عمل کنند که دادهها درصورت دلخواه میتوانند در آن نوشته، خوانده و پاک شوند. محققان در ادامه متوجه شدند که میتوانند دادهها را بدون نیاز به برق حفظ کنند. طبق گفته استرانو، محققان نشان دادهاند که ذرات در طول یک ماه حتی زمانی که در آب، که یک حلال سخت برای الکترونیک است، شناورند، پایدار هستند.
منبع: ساینس دیلی