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越高級(jí)的電子設(shè)備，其電子電路就越加精細(xì)與復(fù)雜。也許在導(dǎo)電電路上出現(xiàn)一個(gè)肉眼都難以辨識(shí)的裂縫，整個(gè)電路就壞掉了。而其過(guò)于精細(xì)的尺寸又讓焊接技術(shù)無(wú)法施展。

為了解決這個(gè)難題，美國(guó)科學(xué)家近日發(fā)明了基于納米粒子的自驅(qū)動(dòng)"納米機(jī)器人"。它們可以找到并自動(dòng)修復(fù)電路的破損部位。

這是來(lái)自美國(guó)University of California, San Diego的Jinxing Li研究小組的最新成果。研究者使用了“兩面神粒子(Janus Particle)”的策略?！皟擅嫔窳Ｗ印钡妹诠糯ＥD神話的兩面神形象，是目前納米研究領(lǐng)域的大熱門。

Jinxing Li將金納米粒子的一面涂覆鉑涂層。在外加過(guò)氧化氫溶液的情況下，鉑會(huì)迅速催化其分解并產(chǎn)生氧氣，氧氣反過(guò)來(lái)能推動(dòng)納米粒子進(jìn)行無(wú)規(guī)運(yùn)動(dòng)(比布朗運(yùn)動(dòng)更加劇烈)。

受血小板凝血并修復(fù)傷口原理的啟示，Li想到如果這些粒子遇到電路中的裂紋，他們就會(huì)聚集在此重新接通電路。但問(wèn)題是，納米粒子怎么能找到這些破損點(diǎn)呢？

這時(shí)候，他們又在兩面神粒子的另一面做了點(diǎn)文章--用十八烷基硫醇修飾賦予其一定的疏水性。這樣粒子就可以與電路劃傷后暴露出來(lái)的絕緣疏水襯底相互作用與結(jié)合。另一方面，粒子之間的結(jié)合也可以更加牢固。

納米粒子的尺寸對(duì)其功能的實(shí)現(xiàn)有所影響。常見微電子設(shè)備與電路的裂紋寬度在0.5-2.2微米之間。只有與此尺寸匹配的粒子才會(huì)在"亂撞"的過(guò)程中"入坑"。Li演示了這一技術(shù)。在電路裂痕處先后滴加粒子懸濁液與過(guò)氧化氫之后，一半以上的粒子都會(huì)在裂痕處聚集，并起到修復(fù)作用。

納米粒子的時(shí)間延遲顯微圖像表明粒子傾向于聚集在導(dǎo)致電路破損的縫隙處

預(yù)計(jì)這項(xiàng)技術(shù)將在太陽(yáng)能電池、柔性電子設(shè)備的修復(fù)應(yīng)用中大放異彩。

參考文獻(xiàn)：

Li, J.; Shklyaev, O. E.; Li, T.; Liu, W.; Shum, H.; Rozen, I.; Balazs, A. C.;Wang, J., Self-Propelled Nanomotors Autonomously Seek and Repair Cracks. Nano Letters 2015, 15 (10).