Gli innovatori della Purdue University stanno prendendo spunto dalla natura per sviluppare fotorivelatori 3D per l'imaging biomedico.

I ricercatori della Purdue hanno utilizzato alcune caratteristiche architettoniche delle ragnatele per sviluppare la tecnologia. Le ragnatele in genere forniscono un'eccellente adattabilità meccanica e tolleranza ai danni contro vari carichi meccanici come le tempeste.

"Abbiamo impiegato l'esclusivo design frattale di una ragnatela per lo sviluppo di un'elettronica deformabile e affidabile che può interfacciarsi perfettamente con qualsiasi superficie curvilinea 3-D, " disse Chi Hwan Lee, un assistente professore di Purdue di ingegneria biomedica e ingegneria meccanica. "Per esempio, abbiamo dimostrato un emisferico, o a forma di cupola, array di fotorivelatori in grado di rilevare contemporaneamente sia la direzione che l'intensità della luce incidente, come il sistema di visione degli artropodi come insetti e crostacei."

La tecnologia Purdue utilizza l'architettura strutturale di una ragnatela che mostra uno schema ripetuto. Questo lavoro è supportato dalla National Science Foundation (NSF; CMMI-1928784) e dall'Air Force Research Laboratory (AFRL; S-114-054-002). È pubblicato in Materiale avanzato .

Lee ha affermato che ciò fornisce capacità uniche per distribuire lo stress indotto dall'esterno attraverso i fili in base al rapporto effettivo tra le dimensioni a spirale e radiali e fornisce una maggiore estensibilità per dissipare meglio la forza durante lo stiramento. Lee ha affermato che può anche tollerare tagli minori dei thread mantenendo la forza e la funzione complessive dell'intera architettura web.

"Le architetture optoelettroniche 3-D risultanti sono particolarmente attraenti per i sistemi di fotorilevazione che richiedono un ampio campo visivo e un antiriflesso grandangolare, che sarà utile per molti scopi di imaging biomedico e militare, " disse Muhammad Ashraful Alam, il Jai N. Gupta Professore di Ingegneria Elettrica e Informatica.

Alam ha affermato che il lavoro stabilisce una piattaforma tecnologica in grado di integrare un web design frattale con elettronica e sensori emisferici a livello di sistema, offrendo così diverse eccellenti adattabilità meccanica e tolleranza ai danni contro vari carichi meccanici.

"La tecnica di assemblaggio presentata in questo lavoro consente di implementare l'elettronica deformabile 2-D in architetture 3-D, che potrebbero prefigurare nuove opportunità per far progredire meglio il campo dei dispositivi elettronici e optoelettronici 3-D, " ha detto Lee.