微型机器人可以用来检测医疗问题

这张图展示了这些微小装置的设计，它们被设计成能够在液体或空气中自由漂浮。

资料来源:研究人员提供

大多数传统的微芯片，如硅基芯片或CMOS芯片，都有一个扁平的刚性衬底，当与胶体连接时，无法正常工作，胶体在通过环境时可能会受到复杂的机械应力。此外，斯特拉诺说，所有这些芯片都“非常耗能”。这就是为什么麻省理工学院博士后Volodymyr Koman，这篇论文的第一作者，决定尝试二维电子材料，包括石墨烯和过渡金属二卤属化合物，他发现它们可以附着在胶体表面，即使被发射到空气或水中也能保持操作。这种薄膜电子只需要很小的能量。科曼说:“它们可以由纳米瓦的亚伏电压提供动力。”

为什么不单独使用二维电子设备呢?如果没有基质来承载它们，这些微小的材料就太脆弱了，无法结合在一起发挥作用。斯特拉诺说:“没有基质它们就无法生存。”“我们需要将它们嫁接到颗粒上，使它们具有机械刚性，并使它们足够大，能够在流动中夹带。”

但这种二维材料“足够坚固，即使在胶体等非常规基质上也能保持其功能”，科曼说。

他们用这种方法生产的纳米器件是自主粒子，包含用于发电、计算、逻辑和存储的电子元件。它们由光提供动力，并包含微型反光镜，使它们在旅行后很容易被定位。然后，他们可以通过探测器接受询问，以传递他们的数据。在正在进行的工作中，该团队希望增加通信能力，让粒子在不需要身体接触的情况下传递数据。