消息树：自裝配MEMS瞄準生物醫療領域

haichao

用於建造三維微機電系統的技術將可望被應用在新興的生物醫療領域。約翰‧霍普金斯大學醫學院(Johns Hopkins University School of Medicine)的物理化學家David Gracias及其同事在最近的實驗中建構了為數眾多的金屬立方體，大小約為100微米，未來可望被用於人體的投藥工具。
儘管這些立方體還沒有在活體上進行測試，但在流體系統內的基本流程和作業已經過驗證，Gracias表示，「我們談論的是一個完整的全新包裝及傳送設備，有可能推動新一代『靈巧藥丸』的誕生。長期目標是能夠將這些治療用容器直接植入到傷口或疾病部位。」
目前許多MEMS研究人員已開發出採用微影成型和蝕刻製作三維形狀的複雜製程，但Gracias決定標新立異地採用自裝配方法。針對立方體結構，他首先定義了方形的平面金屬圖案，代表沒有折疊的立方體，然後在正方形的邊緣導入焊料。當系統被加熱到焊料的熔點時，液體焊料的表面張力促使正方形折疊成立方體狀。而後將焊料冷卻並固化，並黏合三維形狀。
Gracias指出，由於微影在數個步驟內確定了大量的金屬圖形，而且因為裝配完全自動化，因此該方法有可能被應用在量產中。
金屬陣列
有許多種類的金屬可被使用。研究人員在試驗性的藥品傳送應用中選擇了塗層為金的鎳。金作為不反應外層，可防止人體內的任何毒性反應，鎳的磁特性將允許透過磁共振成像掃描體內的金屬立方體。事實上，這所大學醫學院的成像專家已證實這種實驗立方體可用於MRI系統的追蹤。
Gracias採用自裝配加工技術的靈感來自他在哈佛大學George Whitesides實驗室的研究。Whitesides開創了多種多樣的二維薄膜的分子自裝配技術。在哈佛實驗室工作期間，Gracias研發了一些用於自裝配三維電子元件的方法。當Gracias 2003年來到約翰‧霍普金斯時，他創立了一所實驗室，以開發這一概念。
Gracias表示，他發現，諸如分子耦合或表面張力等自然過程能被用於製作自裝配結構，尺寸從1nm到1mm不等。透過減少會導致不必要形狀的影響，同時強化能讓系統滿足設計目標的反應，就能在流體中創造這種基本結構形式。
該元件包含碳奈米管、半導體奈米線和大型自裝配結構。目前的計劃是尋求在一個三維配置內整合超過1萬個電子元件。預計下一階段將是把電子元件導入到立方體內。這些元件可能被作為生物感測器或在人體內受到無線訊號的控制，以執行各種動態功能。

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