Американские учёные в 2001 г. сделали шаг к созданию "сообразительной" пыли, которая, в свою очередь, является шагом к созданию микророботов.Умная пыль — термин, используемый для описания сети из малых беспроводных микроэлектромеханических систем (МЭМС) и дополнительных устройств, которые могут взаимодействовать между собой и получать данные о состоянии внешней среды (например температуре, свете, давлении и т.д.
Устройства, или моты, в итоге будут размером c зернышки песка или даже частицы пыли. Каждый мот имеет собственные сенсоры, вычислительный узел, коммуникацию и питание. Группируясь вместе, моты автоматически создают очень гибкие сети с малым потреблением питания. Области их применения могут варьироваться от систем управления климатом, устройств для развлечения до военного дела, так же могут взаимодействовать с любыми другими информационными устройствами! Такие устройства могли бы использоваться, чтобы контролировать чистоту питьевой или морской воды, обнаруживать опасных химических или биологических агентов в воздухе и находить и уничтожать повреждённые клетки в организме человека или самого человека.
Создание "умной" пыли – это комбинация электрохимического процесса механической обработки и химических модификаций. Вначале берётся кремниевый!чип,из которого гравировкой химикатами! получается пористая фотонная структура. Затем эта структура модифицируется, чтобы получилось цветное двустороннее зеркало – красное с одной, зелёное с другой. Наподобие светофора.
Схема получения пыли из кремниевого чипа (иллюстрация UCSD).
Стороны пористой зеркальной поверхности учёные наделили практически противоположными свойствами. Одна - гидрофоб, то есть водоотталкивающая, но "любящая" маслянистые вещества, другая — гидрофил, привлекательная для воды. Вот такой получился кремниевый чип. После того, как зеркальный чип разрушается ультразвуком, от него остаются микроскопические частички диаметром с человеческий волос! И каждая часть теперь — крошечный датчик! Семейство самоорганизующихся сенсоров.
"Сообразительные" частички облепили каплю масла. Всё понятно — это масло (фото UCSD).
При появлении воды пылинки начинают себя вести подобно избушке на курьих ножках, "гидрофилической" красной стороной поворачиваясь в воде, а зелёной "гидрофобической" к воздуху. Когда же в "игру" вступает маслянистое (нерастворимое в воде) вещество, частички окружают каплю, прижимаясь к ней "гидрофобической" стороной.
[показать] Ну, а поскольку стороны разноцветные, по окраске можно определить, что творится в этой "пыльной" среде. По словам Сэйлора, частицы могут быть запрограммированы на миллионы всевозможных реакций, что даёт возможность обнаружить присутствие тысяч химикалий одновременно. [показать]
Длины волн света или цвета, отражённого от поверхностей пылинок после того, как поры отреагируют на химического или биологического агента — это своего рода штрих-код.
В то время как каждая частичка слишком мала, чтобы по её цвету определить изменения, коллектив из сотен или тысяч пылинок уже достаточно заметен для лазера.
Учёные не испытывают недостатка в финансировании: им покровительствуют Национальный научный фонд США (National Science Foundation) и озабоченные борьбой с "терроризмом" военные в лице управления научных исследований ВВС (Air Force Office of Scientific Research) и агентства Пентагона по передовым оборонным разработкам D.A.R.P.A.
Структура пылинок при самом ближайшем рассмотрении (иллюстрация UCSD).