p Minúsculos robôs flutuantes podem ser úteis de todas as maneiras, por exemplo, para sondar o intestino humano em busca de doenças ou para pesquisar o ambiente em busca de poluentes. Em um passo em direção a tais dispositivos, pesquisadores descrevem um novo casamento de materiais, combinando eletrônicos 2-D ultrafinos com partículas em miniatura para criar máquinas microscópicas. p Os pesquisadores apresentarão seus trabalhos hoje no 255º Encontro e Exposição Nacional da American Chemical Society (ACS).

p "Você pode fazer circuitos eletrônicos com a espessura de um único átomo, que é incrivelmente fino, "Michael Strano, Ph.D., diz. "Um uso criativo em que ninguém pensou até agora é pegar esses eletrônicos e enxertá-los em uma partícula coloidal. A partícula, que pode flutuar no ar como um grão de poeira, tem funções de computação simples. Você pode levar esses novos aparelhos eletrônicos para ambientes que, de outra forma, não poderiam acessar. "

p Como primeiro passo, os pesquisadores precisavam desenvolver um conjunto compatível de componentes eletrônicos para o revestimento da partícula formar um circuito autônomo fechado. "Isso foi difícil de fazer, "diz Volodymyr Koman, Ph.D., pesquisador do grupo de Strano no Massachusetts Institute of Technology. "Passamos por vários dispositivos diferentes para atender a certos requisitos de potência e energia."

p No fim, A equipe de Strano selecionou um material biocompatível, SU-8, para as partículas do tamanho de um micrômetro e gravadas litograficamente para criar um circuito fechado que consiste em uma fonte de energia, um detector e um dispositivo de memória. A fonte de energia foi uma heterojunção p-n de MoS2 e WSe2 que pode converter luz em corrente elétrica. Ambos MoS2 e WSe2 são semicondutores 2-D. O detector era um chemiresistor, uma camada única distinta de MoS2, projetado para alterar sua resistência elétrica em resposta a um agente ambiental. A saída elétrica é armazenada em um dispositivo de memória que consiste em uma camada separada de flocos de MoS2 imprensada entre eletrodos de ouro e prata.

p Uma vez que a mobilidade e a estabilidade das partículas seriam uma parte importante das aplicações propostas, os pesquisadores primeiro verificaram se e até que ponto as partículas eletrônicas podiam viajar. Mais importante, Os materiais 2-D possuem limites de deformação mais altos em comparação com materiais semelhantes. Os pesquisadores os aerossolizaram e os impulsionaram em direção a um alvo; as minúsculas partículas voaram alguns metros.

p Os pesquisadores prevêem uma variedade de usos para essas máquinas voadoras em miniatura. Monitorando grandes áreas para bactérias, esporos, fumaça, poeira ou vapores tóxicos atualmente requerem enormes recursos, Koman diz. Satélites ou uma frota de drones voadores podem fazer essas tarefas, mas são caros, enquanto os sensores no solo requerem uma instalação trabalhosa, o que geralmente é lento em comparação com a velocidade de propagação do aerossol. "Como uma alternativa, apresentamos o conceito de um dispositivo eletrônico aerossolizável, "diz ele. Por exemplo, os pesquisadores testaram os minúsculos dispositivos em um gasoduto simulado. As máquinas voadoras navegaram com sucesso pela câmara de teste e detectaram a presença de partículas de carbono ou compostos orgânicos voláteis ao longo do caminho e armazenaram essas informações na memória.

p "Colocamos pequenos retrorefletores nas partículas - como você tem nas bicicletas - para que reflitam a luz e nos permitam encontrar rapidamente as partículas, "Koman diz. Após a captura, os pesquisadores baixaram as informações das partículas. "Para leitura, as partículas têm conexões metálicas designadas, como um soquete:depois de inserir duas sondas, você pode ler o estado do dispositivo. "A memória pode então ser apagada para que as máquinas em miniatura possam ser reutilizadas.

p Os próximos passos dos pesquisadores são desenvolver partículas para aplicações adicionais, inclusive como monitores do sistema digestivo humano. "Esta é a ideia certa e na hora certa, "diz Strano." Pense neles como proto-robôs. "