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模仿螞蟻橋的奈米自組裝技術,可修復受損電路

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科技產業資訊室 - 王宣智 發表於 2019年6月21日

圖、模仿螞蟻橋的奈米自組裝技術,可修復受損電路

香港中文大學在 ACS Nano 期刊發表了模仿螞蟻橋概念,運用自組裝奈米粒子修復受損電路的技術。
 
螞蟻是一種社會性昆蟲,具有共同築巢群居、育幼、及護幼的特性,且能夠把搬運超過自身體重千倍的重量。當螞蟻遇到無法通過的裂縫或河流時,螞蟻會抓住彼此的身體形成一個活動,讓蟻群跨越障礙前往目的地。
 
受到螞蟻橋概念的啟發,香港中文大學的研究人員運用類似的概念,製作奈米粒子自組裝系統。奈米粒子由氧化鐵構成,在表面塗有一層樣導電的金薄膜。氧化鐵具有磁性,可以透過磁場的變化控制。金可以導電,因此當奈米粒子彼此連接時,將會形成可導電的結構。研究人員透過微調磁場,控制奈米粒子形成帶狀結構的長度與厚度,當外部磁場關閉後,奈米粒子會因為本身磁性的關係,形成一種硬質結構。
 
研究人員已透過實驗證實,這一種類昆蟲的微形結構可以透過外部的磁場控制,在兩個斷開的電極間,仿螞蟻橋的方式形成永久且穩定的可導電電路。目前階段,奈米粒子僅能修復二維表面上的斷裂電路,仍需要更精準的控制技術,才有機會實現在三維的裂縫上建立兩個斷開區域的連接,真正類似自然界的螞蟻橋。
 
電子元件的電路會隨著時間逐漸的耗損,本研究提供了一個概念,可以透過在電子裝置中先預置部分奈米自組裝顆粒,當發現電路受損時,透過控制外部磁場變化去修復受損的電路元件,例如使用在基礎設施上的電子裝置。
(554字)



參考資料:
'Ant bridge'-inspired nanoparticle assembly fixes broken electrical circuits. Phys.org,2019/5/17
Mimicking the Structure and Function of Ant Bridges in a Reconfigurable Microswarm for Electronic Applications. ACS Nano,2019/4/23


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