MIT新成果：可 「無限」 漂浮在空中、僅卵細胞大小的自供電機器人
技術成果轉移+智能產業對接，關注「智優沃」
上世紀90年代大家都在討論臭氧層上的洞，
很多人從那時開始不再研究噴霧劑了。
但麻省理工學院的一個研究小組最近發現了噴霧劑的新用途，
它對環境和我們的健康都可以產生好處！
這種噴霧劑中包含了「可能是目前最小的機器人」，
這項成果發表在了《自然-納米技術(Nature Nanotechnology)》雜誌上。
這種噴霧劑，更確切地說是氣溶膠噴霧，
噴霧中每個納米感測器包含兩個部分。
第一部分是膠體，第二部分就是機器人。
機器人搭載的膠體
我們知道膠體是不溶的顆粒或分子，
從十億分之一到百萬分之一米，
非常微小，
可以無限期地懸浮在液體或空氣中。
「膠體可以以其他材料無法達到的方式進入環境和旅行」
麻省理工學院化學工程學教授，
該研究的高級作者Michael Strano解釋說，
「我們想找出將電子電路完整的，原封不動移植到膠體顆粒上的方法」。
附著在膠體上的機器人
膠體已經如此微小了，
而膠體上的機器人其實大約只有人類卵細胞的大小，
由二維材料製成的微型電子電路組成，
它可以感知環境、存儲數據，甚至還可以執行計算任務。
機器人中的電路還包含一個光電二極體，
這種二極體可以吸收光線轉化成足夠的電量，
用以驅動機器人身上搭載的環境感測器和內置存儲系統，
因此無需額外供電，進而實現「永動」。
機器人工作流程
這款機器人的工作流程是從一頭送進去，
從另一頭取出。
研究人員稱，
不管是什麼系統，都能應用。
探測完畢後，
用戶就可以從感測器下載搜集到的信息並進行分析。
當探測器在它的環境中遇到某種化學物質時，
它的導電能力就會提高。
選擇2D電子材料的原因
大多數傳統的微晶元，如硅基或CMOS，
都有一個扁平的、剛性的底物，
當附著在膠體上時，
它們在穿過環境需要經歷複雜的機械應力而不能正常工作。
另外，所有這些晶元都「非常耗費能量」，
而2D電子材料，可以附著在膠體表面上，
即使在進入空氣或水中後仍然可以運作。
這樣的「薄膜電子學」只需要很少的能量。
它們可以用微伏特的電壓驅動。
為什麼不單獨使用2D電子設備？
「如果沒有膠體的加入，這種傳遞方法是不可能實現的」
如果沒有一些基材來攜帶2D電子設備，
這些微小的材料太脆弱而無法保持在一起並發揮作用。
研究人員稱，
「如果沒有基質，它們就不可能存在，
我們需要將它們接枝到顆粒上，使它們具有機械剛性，
並使它們足夠大，以便夾帶在流動中。」
如膠體的2D材料「足夠堅固，具有足夠的魯棒性，
即使在非常規基質上也能保持其功能」。
微型感測器的潛在診斷用途
研究小組還展示了一些可噴洒的微型感測器的潛在診斷用途。
例如，他們設計了感測器來檢測有毒化學氨，
然後在一段密封的管道中測試它的能力。
他們將感測器噴到管道的一側，
然後在另一端用一塊粗棉布將感測器收集起來。
當他們檢查感測器時，
他們可以根據感測器記憶中的信息判斷他們是否與氨接觸。
在現實世界中，
這可以避免檢查員不得不從外部手動從頭到尾地查看整個長長的管道。
相反，他們可以簡單地讓氣溶膠通過長管道，
然後在其內存中查找任何可能預示問題的數據，
比如遇到不應該在管道中的外部化學物質。
最小機器人的用途
MIT的這種機器人最終可能會成為石油、
天然氣管道和人體腸道診斷的福音。
通過將微小的膠體微粒與複雜的電路結合起來，
研究人員希望這些設備
可以通過為人類消化系統到石油和天然氣管道的任何東西進行診斷，
或者漂浮在空氣中來測量化學處理器或精鍊廠的化合物含量。
Michael Strano說:「我們將這項研究的論文視為機器人領域的一個新的切入點。」
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