（电路板上（左侧），纳米颗粒（灰色）在溶液中沿着裂缝在一条线上自动移动。疏水涂层在它们的表面上，使它们黏在裂缝，使得电流可以重新流动（右侧）。图片来源: Nano Lett.）

印刷电路板上电线的显微裂纹会缩短电子器件的寿命，其已成为当今不可缺少的。但是，这些看不见的裂纹是很难发现和修复的。一个基于自我推进纳米颗粒的简单新型修复系统，给回路愈合（Nano Lett. 2015, DOI:10.1021/acs.nanolett.5b03140）带来希望。该工程制造的纳米颗粒——由黄金和白金，并悬浮在过氧化氢溶液中——可自主检测电路配线的表面裂纹，然后进入裂缝来修补它们。

要修复一个破碎的电路中，含有纳米粒子的溶液可以被放在电路的表面上，而无需查明损伤的位置，来自美国匹兹堡大学的一名化学工程师Anna C. Balazs说。该溶液只需约30分钟就会干燥。 “我们的方法提供了一个多次修补纳米电子设备和各种划伤表面的微观裂纹的简单方法，” Balazs说。

最近几年，研究人员已制造了各种自愈电子设备。在这些系统中，至关重要的是修复只发生在损伤部位，以免影响电路的其他部分。一种方法是将小胶囊或含有愈合剂的通道嵌入电路，使得电路的损坏破裂会开启这些容器，然后倒出愈合剂。但这种方法只对给定的区域提供一次性修复。

Balazs，来自加州大学圣迭戈分校的纳米工程师Joseph Wang，和他们的同事想采取一个创伤小的可重复的方法。因此，他们利用Janus纳米粒子，其是特殊类型的有两种不同表面的颗粒。他们使用0.8~1.6微米范围内的金球，且每个球用铂膜涂覆一半。他们把另一半涂覆上单层十八烷硫醇的疏水性分子。

当颗粒混合入稀的过氧化氢溶液中，铂催化过氧化物的分解成水和氧。因此在纳米粒子后面增加水中的浓度，在粒子周围创造了一个浓度梯度，推动它前进。随着反应的继续，颗粒以随机模式连续地移动。

颗粒疏水的那一半完成其余部分的工作。当移动颗粒遇到疏水性表面，如在上一个电路板中，十八烷硫醇涂层枝布线裂纹下方暴露的硅衬底。金纳米颗粒桥接其中粒子被卡住的间隙，电流可再次流经导线。

为了证明纳米颗粒“寻找并愈合裂纹的能力”，研究人员在硅基上制造了金电极，其被连接到一个发光二极管（LED）。他们用金刚石尖刮破电极，制造了一个0.5~2.2微米的裂缝，其破坏了电路和暴露了疏水基底，造成把LED熄灭。然后，他们把Janus颗粒悬浮液滴在裂纹上。在五分钟内，大部分的粒子被困在夹缝中，恢复了整个缺口并重新点亮LED的导电通路。

“这项工作展示了一个令人兴奋自行纳米电机的新应用，”一个来自德国斯图加特马克斯普朗克研究所的智能系统的研究员 Sámuel Sánchez说。

此前，Janus粒子已经通过了药物输送和环境整治测试，加州大学伯克利分校的博士后研究员Wei Gao说，但是这是他们第一次被用于修复损坏电路。这些纳米发动机“自主寻找和填补裂缝的能力，使他们有效的维修电子产品，他说。

新材料在线编译整理——翻译：Gary    校正：摩天轮