Les cils peuvent également être utilisés comme chips ! Le travail d'un doctorant chinois de Cornell apparaît en couverture de Nature

Quelle est la partie la plus importante pour obtenir une puce ?

En plus d'utiliser des procédés de fabrication plus avancés pour apporter une plus grande densité de transistors et obtenir une plus grande puissance de calcul, la transmission et le contrôle des signaux internes au sein de la puce sont également un élément essentiel.

« Cilia Chip », vous voulez en savoir plus ?

Bien sûr, jetons d’abord un coup d’œil à ce que font les cils.

Les cils peuvent être considérés comme les messagers et messagers les plus diligents des organismes vivants. Pour le dire plus directement, ce sont les « porteurs » de liquides les plus flexibles.

Grâce à des battements rythmés, ces poils fins transportent les fluides dans le corps, y compris le liquide céphalo-rachidien dans le cerveau, éliminent les mucosités et la saleté des poumons et maintiennent les autres organes et tissus humains propres.

Depuis de nombreuses années, les gens espèrent absorber, ou « emprunter », les capacités magiques des cils dans les domaines de l'informatique et du contrôle.

Mais à un niveau micro. Il est très difficile de reproduire le « miracle » dans cet organisme. Au cours des dernières années, la recherche sur les entraînements optiques, magnétiques et électriques a fait de nombreux progrès, mais une plate-forme « pilotée par des cils » ayant une valeur d'application technique est encore difficile à réaliser.

Maintenant, cette difficulté a été résolue par un groupe de chercheurs de l'Université Cornell.

Ils ont conçu un système de cils artificiels miniatures utilisant des composants à base de platine qui peuvent utiliser les cils pour contrôler le mouvement des liquides à une échelle microscopique. À l’avenir, il sera peut-être possible de mettre en œuvre des dispositifs de diagnostic portables et peu coûteux pouvant être utilisés pour tester des échantillons de sang, manipuler l’activité cellulaire ou faciliter les processus de micro-usinage.

Actuellement, l'article publiant cette recherche a été publié dans le dernier Nature. Le premier article est celui du doctorant chinois Wang Wei (photo ci-dessus), et le second est celui du postdoctorant chinois Liu Qingkun. a été cité plus de 2300 fois, l'indice H est de 24.

Wang Wei a déclaré qu'il existe déjà de nombreuses méthodes pour créer des cils artificiels pilotés par la lumière, le magnétisme ou la force électrostatique, mais nous sommes les premiers à utiliser de nouveaux nanoactionneurs pour obtenir une équipe de cils artificiels contrôlables individuellement.

Lien papier : https://www.nature.com/articles/s41586-022-04645-w.pdf

Dans cet article de Nature, les chercheurs construisent un moteur électronique. métasurfaces actives et peuvent générer des modèles d’écoulement arbitraires dans les liquides proches de la surface.

Les chercheurs ont d'abord construit des cils commandés par tension, qui se déplacent de manière unidirectionnelle à une vitesse de dizaines de micromètres par seconde sous une tension de commande de 1 volt pour piloter l'écoulement de surface. Les cellules de l’unité ciliaire peuvent générer localement une série de flux d’éléments et former différentes formes géométriques.

Cils artificiels basés sur des actionneurs électrochimiques de surface

En combinant ces cellules unitaires, les chercheurs ont créé une métasurface ciliée active qui peut générer n'importe quel modèle d'écoulement souhaité et une commutation flexible entre ces modes.

Ces résultats ont finalement été confirmés par des expériences et des calculs théoriques.

Les chercheurs ont déclaré que ces résultats ouvrent une nouvelle voie pour la future manipulation microfluidique à petite échelle, avec des applications allant du pompage microfluidique au mouvement des microrobots.

Vue au microscope de cils artificiels , formant un « tapis » d'environ 1 000 cils artificiels.

Appliquez une tension oscillante à chaque cil, et une oxydation et une réduction périodiques se produiront à la surface, provoquant la courbure des cils d'avant en arrière et le pompage du fluide à une vitesse de dizaines de micromètres par seconde.

Différents réseaux de cils peuvent être activés indépendamment, produisant ainsi des modèles de flux et des itinéraires infinis, presque aussi flexibles que les cils dans les organismes vivants.

Cette recherche a été dirigée par Itai Cohen, auteur correspondant de l'article et professeur de physique à l'Université Cornell, et a été construite sur un actionneur électrique à base de platine comme composant central du dispositif ciliaire.

L’équipe de Cohen a déjà construit un système similaire qui permet aux microrobots de marcher. En fait, les principes mécaniques permettant aux microrobots de « plier les jambes » sont très similaires à ceux de cette recherche, mais les fonctions et applications spécifiques du système ciliaire sont différentes et assez flexibles. "Une fois que vous pouvez traiter ces cils individuellement, vous pouvez manipuler et contrôler avec précision ces fluides comme vous le souhaitez", a déclaré Cohen. Vous pouvez créer plusieurs trajectoires de mouvement indépendantes, obtenir un flux circulaire ou les diviser en deux chemins, puis combiner les deux chemins. En bref, tout est possible. "Il a toujours été très difficile de créer de petits cils qui fonctionnent dans l'eau, qui peuvent être traités électriquement et qui peuvent être intégrés à des composants électroniques intéressants en utilisant les plates-formes existantes. Ce problème est maintenant résolu. Avec cette plate-forme. , nous devrions développer la prochaine génération de dispositifs microfluidiques", a-t-il déclaré.

De plus, l'équipe de recherche a également développé un dispositif ciliaire équipé d'un circuit d'horloge CMOS, qui est en fait un « cerveau électronique » qui permet aux cils de fonctionner sans être liés par les systèmes informatiques traditionnels. pour le développement d'une série de dispositifs capables de réaliser des tests de diagnostic à faible coût sur site ouvre la porte.

Cohen a déclaré qu'il est concevable qu'à l'avenir, les gens puissent effectuer tous les tests avec ce petit appareil de 1 cm carré et y déposer simplement une goutte de sang. Il n'est pas nécessaire d'avoir une pompe ou tout autre équipement, il suffit de le mettre au soleil et il fonctionnera, et le coût ne peut être que d'environ 1 à 10 dollars.

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