Морфогенез самосборных микроэлектронных модулей может дать устойчивые технологии

Самопрокачающий микроэлектронный модуль (Smartlet) на поверхности, которая может интегрировать множество функций, например, источник питания, приводы, датчики и возможности связи.Кредит: Исследовательский центр Main, Технологический университет Chemnitz

Массовые артефакты технологий в нашем все более густонаселенном мире-электронные устройства, автомобили, батареи, телефоны, бытовые приборы или промышленные роботы-все больше противоречат устойчивым ограниченным экосистемам, достигнутым живыми организмами.

Клетки обеспечивают организмы с мягкими и устойчивыми взаимодействиями окружающей среды с полной переработкой материалов компонентов, за исключением нескольких заметных случаев, таких как создание кислорода в атмосфере и запасов ископаемого топлива нефти и угля (в результате отсутствующих биокатализаторов).

Тем не менее, фантастическое содержание информации в биологических клетках (гигабиты информации только в ДНК) и сложности белковой биохимии для метаболизма, по -видимому, ставят клеточный подход, намного превышающий текущие возможности технологии и предотвращают развитие внутренне устойчивой технологии.

Недавний обзор перспективного обзора, опубликованный в этом месяце, исследователями Исследовательского центра по материалам, архитектурам и интеграции нанембранов (основных) Технологического университета Хемниц, показывает, насколько новая форма «Живых технологий» с высоким содержанием информирования теперьв пределах досягаемости, основанные на микророботических электронных модулях, называемых Smartlets, которые скоро будут способны самообъектировать в сложные искусственные организмы.

Исследование относится к новой области микроэлектронного морфогенеза, создания формы под микроэлектронным контролем и основана на предыдущей работе в Технологическом университете Хемниц для создания самооттраH и самостоятельного локомотирования тонких пленок электронных модулей.

Новые модули несут крошечные кремниевые чипа между складками для огромного увеличения возможностей обработки информации.Достаточная информация теперь может храниться в каждом модуле, чтобы кодировать не только сложные функции, но и рецепты изготовления (электронные геномы) для чистых помещений, позволяющих копировать и развивать модули, как клетки, но безопасно из -за стробирования воспроизводства через чистую комнату, оперированную человеком.удобства.

Кроме того, чипсы могут предоставлять нейроморфные возможности обучения, что позволяет им повысить производительность во время работы.Еще одна ключевая особенность специфической самосборки этих модулей, основанная на сопоставлении физических штрих-кодов, заключается в том, что между модулями могут быть достигнуты электрические и жидкостические соединения.

Затем их можно использовать, чтобы сделать электронные липульсы на борту «осведомленным» о состоянии сборки и потенциальных ошибок, позволяя им прямой ремонт, правильную ошибочную сборку, индуцируют разборку и формируют коллективные функции, охватывающие многие модули.Такие функции включают расширенную связь (антенны), сборы мощности и перераспределение, дистанционное зондирование, перераспределение материалов и т. Д.

Так почему же технология жизненно важна для устойчивости?Полное описание цифрового изготовления для модулей, для которого на самом деле требуется только ограниченное количество типов даже для сложных организмов, позволяет их читать содержимое материала, ответственный инасоматор и экологически значимое воздействие.Профессор Дагмар Нусл-Гесман из юридического факультета в Технологическом университете Хемниц отмечает, что «эта мелкозернистая документация об ответственности, внутренняя, вниз по микроскопическим масштабам, будет изменить правила игры в обеспечении законного назначения экологической и социальной ответственности за наши технические артефакты».

Кроме того, возможности самосоколожения и самосборки и рассылки позволяют модулям самостоятельно самостоятельно для утилизации.Модули могут быть восстановлены, повторно используются, перенастроены и перераспределены в различных искусственных организмах.Если они повреждены, то их ограниченные и документированные типы облегчают эффективную пользовательскую переработку материалов с установленными и оптимизированными протоколами для этих отсортированных и теперь идентичных сущностей.Эти возможности дополняют другие более очевидные преимущества с точки зрения разработки дизайна и повторного использования в этом новом реконфигурируемом СМИ.

Профессор Марлен Арнольд, эксперт по устойчивости факультета экономики и делового администрирования, говорит: «Даже при высоких объемах использования развертывания эти свойства могут обеспечить эту технологию до сих пор беспрецедентный уровень устойчивоПоделитесь нашей планетой безопасно с нами ».

Больше информации: Джон С. МакКаскилл и др., Микроэлектронный морфогенез: интеллектуальные материалы с электроникой, собирающей в искусственные организмы, передовые материалы (2023).Doi: 10.1002/adma.202306344.onlineLibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202306344