Perakitan Sendiri

Ketika para peneliti mulai mencoba membangun perangkat dan material baru pada skala nano (nanometer adalah sepersejuta meter, ukuran beberapa atom), mereka menghadapi tantangan besar. Meskipun terbukti mungkin, dalam banyak kasus, untuk mendorong molekul membentuk struktur kecil dan bahkan perangkat yang berfungsi, secara efisien memproduksi apa pun dengan fitur skala nano adalah masalah lain sama sekali. Tetapi bagaimana jika jutaan blok bangunan nano ini melakukan pengangkatan berat dan merakit diri menjadi struktur yang diinginkan-menghindari penggunaan instrumen manufaktur yang mahal dan rumit?



Perakitan sendiri telah menjadi salah satu cawan suci nanoteknologi, dan para ilmuwan di berbagai laboratorium bekerja untuk mengubahnya menjadi alat rekayasa nano yang efektif. Dalam beberapa hal, perakitan mandiri bukanlah hal baru: biologi selalu melakukannya. Dan selama beberapa dekade, para ilmuwan telah mempelajari kimia supramolekul, mempelajari tidak hanya bagaimana molekul mengikat satu sama lain tetapi bagaimana sejumlah besar molekul dapat bekerja sama untuk membentuk struktur; sebenarnya, konsep perakitan sendiri sebagian besar tumbuh dari upaya ahli kimia untuk membuat molekul yang dikumpulkan secara spontan ke dalam konfigurasi tertentu, dengan cara yang sama molekul biologis membentuk membran sel yang kompleks.

Masa Depan TV

Cerita ini adalah bagian dari edisi November 2001 kami





apa ledakan terbesar di alam semesta?
  • Lihat sisa masalah
  • Langganan

Tetapi sekarang, dengan pemahaman yang meluas tentang bagaimana molekul dan partikel kecil berinteraksi satu sama lain, para peneliti dapat mulai memprediksi bagaimana elemen-elemen tersebut dapat berkumpul sendiri menjadi struktur yang lebih besar dan berguna seperti transistor pada chip semikonduktor. Perakitan sendiri menyediakan rute yang sangat umum untuk membuat struktur dari komponen yang terlalu kecil atau terlalu banyak untuk ditangani secara robotik, kata George Whitesides, ahli kimia di Universitas Harvard dan perintis di lapangan.

Untuk lebih memahami cara kerja perakitan mandiri, Whitesides dan rekan kerjanya baru-baru ini menunjukkan bahwa pelapisan selektif permukaan pelat emas mikroskopis dengan film organik lengket dapat, dalam kondisi yang tepat, memicu ribuan pelat tersebut untuk dirakit sendiri menjadi tiga dimensi. struktur. Sejauh ini, tim Whitesides telah menciptakan sirkuit elektronik fungsional yang relatif besar menggunakan teknik serupa. Langkah selanjutnya akan melibatkan menyusutkan sirkuit ke skala mikrometer, menciptakan struktur tiga dimensi yang lebih kompleks dari silikon. Sementara komponen elektronik berukuran mikrometer bukanlah hal baru-Intel membuatnya sepanjang waktu-eksperimen Whitesides dapat memberikan petunjuk berharga tentang cara memanipulasi perakitan mandiri dengan lebih baik.

Alam sendiri juga memberikan model kepada para ilmuwan tentang cara membuat perangkat elektronik rakitan sendiri. Ilmuwan material Angela Belcher di University of Texas di Austin memilah-milah miliaran protein berbeda untuk menemukan protein yang mengenali dan mengikat berbagai jenis material anorganik. Misalnya, salah satu ujung protein mungkin mengikat partikel logam tertentu dan ujung lainnya mungkin menempel pada permukaan semikonduktor seperti galium arsenida. Dengan petunjuk yang tepat, protein dapat mengarahkan partikel bahan anorganik berukuran nano untuk membentuk berbagai struktur.



Musim semi yang lalu, Belcher mendirikan sebuah perusahaan bernama Semzyme yang berencana untuk membuat perpustakaan blok bangunan yang dimediasi protein ini. Mereka bisa memiliki sejumlah aplikasi teknologi, dalam membuat hal-hal seperti sensor biomedis, disk penyimpanan magnetik kepadatan tinggi atau mikroprosesor.

Ahli kimia di laboratorium seperti di Hewlett-Packard, Universitas California, Los Angeles, Universitas Yale dan Universitas Rice juga mencoba mengembangkan komputer molekuler rakitan sendiri. Namun, jika mereka berhasil, itu akan memakan waktu bertahun-tahun.

Sementara itu, kurang ambisius, peneliti lain membuat langkah cepat dalam menggunakan perakitan mandiri untuk membangun struktur tiga dimensi yang semakin kompleks dan semakin kecil yang dapat kompatibel dengan perangkat yang ada. Misalnya, fitur tertentu dari disk drive, seperti media penyimpanan, dapat dibuat menggunakan rakitan sendiri, sedangkan komponen yang lebih besar yang diperlukan untuk menghubungkan perangkat ke dunia luar akan dibuat menggunakan teknik konvensional. Kami berharap bahwa perakitan mandiri akan dapat menggantikan tahap-tahap tertentu dalam produksi bahan dan perangkat dengan biaya murah, di mana kontrol diperlukan pada tingkat molekuler, kata insinyur Christopher Murray dari divisi nano-sains IBM Research di Yorktown Heights, NY.

Jika dia benar, rekayasa nano akan menjadi jauh lebih mudah.



bersembunyi

Teknologi Aktual

Kategori

Tidak Dikategorikan

Teknologi

Bioteknologi

Kebijakan Teknologi

Perubahan Iklim

Manusia Dan Teknologi

Bukit Silikon

Komputasi

Majalah Berita Mit

Kecerdasan Buatan

Ruang Angkasa

Kota Pintar

Blockchain

Cerita Fitur

Profil Alumni

Koneksi Alumni

Fitur Berita Mit

1865

Pandangan Ku

77 Jalan Massal

Temui Penulisnya

Profil Dalam Kemurahan Hati

Terlihat Di Kampus

Surat Alumni

Berita

Pemilu 2020

Dengan Indeks

Di Bawah Kubah

Pemadam Kebakaran

Cerita Tak Terbatas

Proyek Teknologi Pandemi

Dari Presiden

Sampul Cerita

Galeri Foto

Direkomendasikan