Золотые части устройства, изображенные на приведенном выше рисунке, являются трансформируемыми, и эта способность «нереализуема с современными материалами, используемыми в промышленности», — говорит Ян Секейра, доктор философии. студент, который работал над разработкой технологии в лаборатории Хавиара Санчес-Ямахгиши, доцента UCI по физике и астрономии.
Предоставлено: Юхуэй Ян / UCI

Наноразмерные электронные компоненты таких устройств, как смартфоны, представляют собой твердые статические объекты, которые однажды спроектированы и построены и не могут трансформироваться ни во что другое. Но физики из Калифорнийского университета в Ирвине сообщили об открытии наноразмерных устройств, которые могут трансформироваться во множество различных форм и размеров, даже если они существуют в твердом состоянии.

Это открытие может коренным образом изменить природу электронных устройств, а также то, как ученые исследуют квантовые материалы атомного масштаба. Исследование опубликовано в Science Advances.

«Мы обнаружили, что из определенного набора материалов можно создавать наноразмерные электронные устройства, которые не слипаются друг с другом», — сказал Хавьер Санчес-Ямагиши, доцент кафедры физики и астрономии, чья лаборатория провела новое исследование. «Части могут двигаться, и это позволяет нам изменять размер и форму устройства после его изготовления».

Электронные устройства можно модифицировать так же, как магниты на дверях холодильника, — они приклеиваются, но их можно перенастроить на любой понравившийся вам узор.

«Значение этого исследования заключается в том, что оно демонстрирует новое свойство, которое можно использовать в этих материалах, что позволяет реализовать принципиально разные типы архитектур устройств, включая механическую реконфигурацию частей схемы», — сказал Ян Секейра, доктор философии, студент в лаборатории Санчес-Ямагиши.

Если это звучит как научная фантастика, сказал Санчес-Ямагиши, то это потому, что до сих пор ученые не думали, что такое возможно.

Действительно, Санчес-Ямагиши и его команда, в которую также входит доктор философии UCI, студент Эндрю Барабас, даже не искали то, что они в конечном итоге обнаружили.

«Это определенно было не то, что мы изначально собирались сделать», — сказал Санчес-Ямагиши. «Мы ожидали, что все будет статично, и мы случайно наткнулись на устройство и увидели, что оно движется».

В частности, они увидели, что крошечные наноразмерные золотые проволоки могут скользить с очень низким трением поверх специальных кристаллов, называемых ван-дер-ваальсовыми материалами.

Воспользовавшись этими скользкими интерфейсами, они создали электронные устройства, сделанные из листов вещества, называемого графеном, толщиной в один атом, прикрепленных к золотым проводникам, которые могут быть преобразованы в различные конфигурации на лету.

Поскольку оно так хорошо проводит электричество, золото часто используется в электронных компонентах. Но неясно, как именно это открытие может повлиять на отрасли, использующие такие устройства.

«Первоначальная история больше связана с фундаментальной наукой об этом, хотя это идея, которая однажды может повлиять на промышленность», — сказал Санчес-Ямагиши. «Это прорастает идею об этом».

Между тем, команда ожидает, что их работа может открыть новую эру исследований в области квантовой науки.

«Это может коренным образом изменить то, как люди проводят исследования в этой области», — сказал Санчес-Ямагиши.

«Исследователи мечтают о гибкости и контроле в своих экспериментах, но при работе с наноразмерными материалами существует множество ограничений», — добавил он. «Наши результаты показывают, что то, что когда-то считалось фиксированным и статичным, можно сделать гибким и динамичным».

Среди других соавторов UCI — Юхуи Ян, старший студент UCI, и ученый с докторской степенью Аарон Барахас-Агилар.