Spinnennetze inspirieren die neuen optischen 3D-Graphen-Detektoren
Von Mario Vincenzo La Rocca
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Die Idee der Purdue University nutzt die Natur der Spinne, um widerstandsfähigere 3D-Photodetektoren für biomedizinische oder militärische Zwecke herzustellen
Die Idee der Purdue University nutzt die Natur, um widerstandsfähigere 3D-Photodetektoren für biomedizinische oder militärische Zwecke herzustellen
Neue Technologien sind oft von der Natur inspiriert. Ein Beispiel ist der von Kraken inspirierte Roboterarm. Jetzt sind die Spinnen und ihre Netze an der Reihe. Die von Spinnen geschaffenen Architekturen und Formen sind faszinierend und komplex und können Netze mit hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit bilden. Forscher der Purdue University haben beschlossen, diese Konstruktionen zu nutzen, um die Technologie optischer Detektoren zu perfektionieren. Die Form wird mit den mechanischen Eigenschaften von Graphen kombiniert, um große mechanische Anpassungsfähigkeit und Schadenstoleranz zu erreichen.
„Wir haben das einzigartige fraktale Design eines Spinnennetzes für die Entwicklung verformbarer und zuverlässiger Elektronik genutzt, die sich nahtlos mit jeder gekrümmten 3D-Oberfläche verbinden lässt“, sagte Chi Hwan Lee, Assistant Professor für Biomedizintechnik und Maschinenbau an der Purdue University. „So haben wir zum Beispiel ein halbkugelförmiges, kuppelförmiges Photodetektor-Array demonstriert, das gleichzeitig Richtung und Intensität des einfallenden Lichts erfassen kann, ähnlich dem Sehsystem von Gliederfüßern wie Insekten und Krebstieren“.
Die Forschung wurde von der National Science Foundation und dem Air Force Research Laboratory unterstützt, die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht. Die Struktur bietet einzigartige Möglichkeiten für die Verteilung von extern erzeugten Spannungen auf dem Sensor. Die besondere Form kann außerdem kleine Schnitte aushalten, ohne Gesamtfestigkeit und Funktion einzubüßen. „Die in dieser Arbeit vorgestellte Montagetechnik ermöglicht es, verformbare 2D-Elektronik in 3D-Architekturen einzusetzen, was neue Möglichkeiten eröffnen könnte, das Feld der elektronischen und optoelektronischen 3D-Bauelemente weiter voranzubringen“, so Lee.
