Những chú robot siêu nhỏ này có thể sửa chữa mạch điện mà không cần dòng code nào

Ở cấp độ phân tử, nanobots (robot siêu nhỏ) có thể làm được khá nhiều điều ấn tượng mà không cần bất cứ dòng code nào đưa ra cách mệnh lệch cho những chuyển động của chúng. Chúng thực hiện những mệnh lệnh của chúng ta vì những định luật vật lý trong môi trường của chúng buộc chúng phải làm như thế.

Bằng việc khai thác những đặc tính tự nhiên này, các nhà khoa học hiện nay đang xây dựng những con nanobots có thể sửa chữa những mạch điện bị đứt quá nhỏ để có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Việc sửa chữa những mạch điện nhỏ bé sẽ giúp cho các thiết bị điện tử hiện đại có tuổi thọ cao hơn. Tuy nhiên với những gì đã được chứng minh, những chú nanobots tự quản này còn có nhiều tiềm năng hơn thế nữa. Có thể vào một ngày không xa, chúng sẽ được sử dụng để tạo ra các vật liệu tự phục hồi hay vận chuyển các loại thuốc tới các bộ phận bên trong cơ thể.

Theo chia sẻ của 2 nhà nghiên cứu Joseph Wang đến từ đại học California (San Diego) và Anna Balazs từ đại học Pittsburgh, họ đã lấy cảm hứng từ tự nhiên để xây dựng những con nanobots. Khi bạn bị đứt tay, các tiểu cầu trong máu sẽ cảm nhận được vết thương, chúng tập hợp lại và bắt đầu quá trình làm lành vết thương. Và họ muốn tạo ra những chú robots siêu nhỏ có khả năng làm được điều tương tự.

Họ đã bắt đầu với các hạt Janus làm từ vàng và bạch kim. Những nanobots hình cầu này (hoặc có cái tên khác là “nanomotors” theo cách các nhà khoa học gọi chúng) nhỏ hơn hàng nghìn lần so với đầu kim và có 2 bề mặt có những đặc tính khác nhau. Sự lựa chọn này là vô cùng quan trọng cho việc điều khiển những chú nanobots hoạt động theo những gì Wang và Balazs mong muốn.

Khi các hạt Janus được đổ vào trong một dung dịch có chứa hydro peroxide, một nửa số bạch kim chứa trong các hạt sẽ phản ứng với hóa chất, sinh ra khí oxy. Những phản ứng này xảy ra rất nhanh sản sinh ra một lượng oxy cực lớn đẩy đi các nanobots giống như một chiếc máy bay phản lực được đẩy đi bằng nhiên liệu tên lửa.

Để kiểm tra xem liệu những hạt Janus khi được cho vào hỗn hợp hóa chất có thực hiện những mệnh lệnh của mình hay không, Wang và Balazs đã tạo ra một mạch đơn giản kết nối từ một viên pin tới chiếc đèn LED. Họ phá vỡ mạch điện đó bằng cách tạo ra một vết xước nhỏ có kích thước bằng 1 phần 10 độ dày của một sợi tóc. Khi các hạt Janus và hỗn hợp hydro peroxide được đổ vào mạch đó, các nanobots đã bắt đầu thực hiện công việc của mình.

Sau khoảng 30 phút, họ loại bỏ hỗn hợp khỏi mạch điện đó và bật nguồn điện từ viên pin lên để xem chiếc đèn LED có sáng trở lại hay không. Với một mạch bị phá vỡ khác, họ chỉ đổ các hạt Janus lên mà không cho dung dịch hydro peroxide vào, kết quả là tiến trình sửa chữa đã không được khởi động. Kết quả của cuộc nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nano Letters.

Một mô hình máy tính được sử dụng trong thí nghiệm này đã cho thấy rằng, các hạt Janus di chuyển một cách ngẫu nhiên và không thể tự sửa chữa các mạch bị vỡ. Thay vào đó, Wang và Balazs nghĩ rằng vết xước đã tạo ra những chênh lệch trên bề mặt năng lượng mà phần được làm bằng vàng của nanobots có thể “cảm nhận” được. Những sự chênh lệch năng lượng (được tạo ra bởi những thay đổi trong các lực phân tử) đã dẫn nanobots tới các mạch bị vỡ và các vết lõm khoảng cách đã giữ chúng lại đó.

Tiếp theo sau thí nghiệm này, họ hy vọng có thể tìm ra những cách ứng dụng mới từ những robot siêu nhỏ này. Để thực hiện điều đó, thay vì lập trình các mã lệnh, họ cần phải tìm ra những môi trường mới nơi mà các định luật vật lý có tác động tới sự di chuyển của các nanobots.

Tham khảo: QZ.com