群居昆虫群体能够自我组织,并通过个体互动完成复杂的任务。例如,在穿越大的缝隙时,蚂蚁会抓住彼此的身体,形成一座活的桥梁,让蚁群到达另一边。受蚂蚁群体行为的启发,香港中文大学的科学家们开发了一种纳米颗粒自组装系统,可以修复损坏的电路。
由氧化铁制成的纳米颗粒具有磁性,可以由磁场控制。它们被涂上了一层可以导电的黄金。下一个外磁场,纳米颗粒可以自组织成带状导电结构。纳米粒子带的长度和厚度可以通过微调场来控制,并且在经过电场的作用后,纳米粒子带会“干燥”成坚硬的结构磁场已经被关闭。这种“微群”系统模仿蚂蚁桥的结构和功能,在两个断开的电极之间建立了稳定和永久的导电通道,从而证明了修复破损的微尺度电路的能力。
这项工作是一个有趣的例子,说明科学和技术是如何从自然中获得灵感的。与蚁群相似,大量的纳米颗粒能够共同完成单个纳米颗粒无法完成的任务。在目前阶段,纳米粒子带只能在二维表面上修复损坏的电路。该系统的未来发展应该集中在提高纳米颗粒组装的精度,并可能开发出一种跨越三维间隙的连接方法,这将真正类似于蚂蚁桥。
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