A medida que la electrónica se hace cada vez más compleja, así se vuelven también las herramientas necesarias para repararla. Anticipándose a este desafío, científicos de la Universidad California San Diego se centraron en el sistema inmunológico del cuerpo para buscar inspiración y ahora han construido nanomotores autopropulsados ​​que pueden buscar y reparar pequeñas grietas en los sistemas electrónicos. Este avance podría conducir un día a baterías flexibles, electrodos, células solares y otros aparatos que se reparen a sí mismos.

Foto de portada: Circuitos de oro y otros componentes electrónicos podrían auto repararse algún día mediante nanomotores autopropulsados. Crédito Foto, Wang Lab.

«Los circuitos electrónicos son muy sofisticados en la actualidad,» dice Jinxing Li, candidato Ph.D. en el laboratorio de Joseph Wang, doctor en Ciencias, de la Universidad de California en San Diego. «Pero una grieta, incluso una muy pequeña, puede interrumpir el flujo de corriente y eventualmente resultar en el fallo de un dispositivo. La electrónica tradicional se puede reparar con soldadura, pero la reparación de la electrónica avanzada a nanoescala requiere innovación «.

Los aparatos y gadgets pronto estarán más omnipresentes que nunca, apareciendo en nuestra ropa, implantes y accesorios, dice Li, Sin embargo, encontrar maneras de reparar nanocircuitos, electrodos de baterías u otros componentes electrónicos cuando se rompen sigue siendo un reto.

La sustitución de dispositivos enteros o incluso partes puede ser complicado o costoso, particularmente si están integrados en la ropa o localizados en lugares remotos. La creación de dispositivos que puedan auto repararse sería lo ideal, según Wang, en cuyo laboratorio desarrollan máquinas a escala nanométrica. Para trabajar en este sentido, su laboratorio y otros han recurrido a la naturaleza en busca de inspiración.

«Si se corta el dedo, por ejemplo, las plaquetas se localizarán de forma automática en el lugar de la herida y ayudarán a iniciar el proceso de curación», dice Li. «Así que lo que queríamos hacer es crear y utilizar robots extremadamente pequeños para realizar la misma función, con la particularidad de que seria en un sistema electrónico.»

Para lograr esto, el equipo de Wang colaboró ​​con el grupo de Anna Balazs, Ph.D., que se encuentra en la Universidad de Pittsburgh. Diseñaron y construyeron nanopartículas de oro y platino que son alimentados por el peróxido de hidrógeno. El platino desencadena una descomposición del combustible en agua y oxígeno, lo que impulsa a las partículas. Las pruebas mostraron que los nanomotores se ampliaron sobre la superficie de un circuito electrónico roto conectado a un LED. Cuando se acercaban a la fisura, se alojaban en esta consiguiendo hacer de puente en la brecha entre las dos partes. Debido a que las partículas están hechas de metales conductores, permitieron que la corriente fluya de nuevo, y el LED se iluminó.

Li dice que los nanomotores serían ideales para componentes electrónicos de difícil reparación, tales como la capa conductora de las células solares, que están sujetas a condiciones ambientales duras y propensas a los arañazos. También se podrían utilizar para reparar sensores y baterías flexibles, que el laboratorio de Wang también está desarrollando.

Además, el mismo concepto con diferentes materiales y combustibles se podría utilizar en aplicaciones médicas para la administración de fármacos a lugares específicos. El laboratorio también está desarrollando nuevos nanomotores que potencialmente podrían ser desplegados en el cuerpo para tratar diferentes enfermedades, como infecciones estomacales.

Li ha expresado su reconocimiento por los fondos recibidos del Departamento de Energía de EE.UU, DOE . y el Instituto Kavli para el Cerebro y la Mente.

Los investigadores presentaron sus trabajos en la 251 Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Americana de Química (ACS). ACS, la sociedad científica más grande del mundo, celebró esta reunión en la que contó con más de 12.500 presentaciones sobre una amplia gama de temas científicos.