Fabricación basada en el autoensamblaje

La fabricación basada en autoensamblaje se refiere a un proceso controlado que utiliza materia autoensamblable y programable para fabricar un producto a escala industrial. En la fabricación tradicional, existen limitaciones físicas y de precisión en las piezas; concretamente, la reducción de las dimensiones mínimas ha sido un gran desafío en la fabricación moderna. Los métodos de autoensamblaje de ingeniería tienen un gran potencial para superar esta limitación dimensional. En general, la mayoría de las aplicaciones de autoensamblaje se basan en tres elementos clave: geometría (orden), interacción y energía. Para mejorar la eficiencia o tomar forma en la fabricación basada en autoensamblaje, es necesario utilizar uno o más de estos tres elementos. Este es un mercado emergente con pocos ejemplos hasta la fecha. Sin embargo, este campo muestra un gran potencial para revolucionar muchos mercados industriales, desde la nanoelectrónica hasta la bioingeniería .

Se han desarrollado con éxito numerosos procesos a escala de laboratorio, los cuales resultan prometedores para su futura expansión a la fabricación industrial a gran escala.

• Litografía molecular específica de secuencia en moléculas de ADN individuales ^{[ 2 ]}
• Ensamblaje molecular directo en superficies metálicas ^{[ 3 ]}
• Fibras amiloides y deposición selectiva de metales: se ha demostrado que las fibras de proteína NM ^{[ 4 ]} crean nanocables útiles para conectar electrodos en pruebas de laboratorio.
• Autoensamblaje de componentes electrónicos dirigido por la tensión superficial.

Un ejemplo es la máquina de autoensamblaje fluidico automatizado de bobina a bobina, demostrada por investigadores de la Universidad de Minnesota. ^{[ 1 ]} La máquina fue diseñada para producir paneles de iluminación utilizando diodos emisores de luz . El ensamblaje se realizó al doble de la velocidad horaria de las máquinas de colocación de componentes disponibles comercialmente para equipos de montaje superficial (SMT) , 15 000 chips por hora en comparación con 8 000 chips por hora. Al mismo tiempo, el autoensamblaje también superó la tasa de precisión de la máquina de colocación de componentes.

Fabricación de materiales utilizados en entornos extremos, como el espacio, grandes altitudes, escenarios de caída libre o profundidades marinas. ^{[ 5 ]} Estos entornos ofrecen condiciones ventajosas para aumentar la interacción de autoensamblaje con un consumo energético mínimo o nulo. Las aplicaciones en estos entornos suelen requerir alta precisión y presentan mayores dificultades; sin embargo, tienen menos limitaciones en la construcción existente.