Να πάρει Ενσύρματη με Nanowires - dummies

Τα nanowires είναι απλά πολύ μικροσκοπικά καλώδια. Αποτελούνται από μέταλλα όπως το ασήμι, ο χρυσός ή ο σίδηρος ή οι ημιαγωγοί όπως το πυρίτιο, το οξείδιο του ψευδαργύρου και το γερμάνιο. Τα νανοσωματίδια χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία αυτών των μικρών νανοσωματιδίων, τα οποία μπορούν να έχουν διάμετρο μόλις 3 νανόμετρα.

Καλλιέργεια νανοσωλήνων

Η παραγωγή νανοσωματιδίων είναι παρόμοια με τους νανοσωλήνες. απαιτεί τη χρήση σωματιδίου καταλύτη σε θερμαινόμενο θάλαμο αντίδρασης. Για να αναπτυχθούν νανοσωματώσεις που αποτελούνται από νιτρίδιο του γαλλίου, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ ρέουν αέριο άζωτο και εξατμισμένο γάλλιο μέσω του θαλάμου αντίδρασης που περιέχει σιδηρούχο στόχο. Τα νανοσωματίδια σιδήρου εξατμίζονται από το στόχο με λέιζερ για να λειτουργούν ως καταλύτες. Τόσο τα μόρια του γαλλίου όσο και του αζώτου διαλύονται στο νανοσωματίδιο του σιδήρου. Όταν λάβετε τόσο πολύ γάλλιο και άζωτο στο σωματίδιο που αρχίζει να αποπνέει από την επιφάνεια, τα μόρια καθιζάνουν στην επιφάνεια του σωματιδίου όπου συνδυάζονται για να αναπτυχθούν τα νανοσωλήνια.

Για να αναπτυχθούν συστοιχίες νανοσωματιδίων - ιδανικό για την κατασκευή ηλεκτρονικών συσκευών ή αισθητήρων - μπορείτε να χρησιμοποιήσετε νανοσωματίδια καταλύτη τοποθετημένα σε ένα στερεό υπόστρωμα, αντί νανοσωματιδίων σε ατμό. Για παράδειγμα, οι ερευνητές του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας έχουν χρησιμοποιήσει νανοσωματίδια χρυσού σε επιφάνεια σαπφείρου ως καταλύτες για την ανάπτυξη συστοιχιών νανοσωματιδίων που αποτελούνται από οξείδιο ψευδαργύρου. Με την αλλαγή του μεγέθους των νανοσωματιδίων χρυσού, είναι σε θέση να ελέγξουν αν τα νανοϋλικά αναπτύσσονται κάθετα σε γωνία 60 μοιρών από την επιφάνεια ή οριζόντια κατά μήκος της επιφάνειας.

Nanowires στην εργασία

Αρκετές ερευνητικές ομάδες έχουν επιδείξει τη χρήση νανοσωματιδίων για τη δημιουργία συσκευών μνήμης και τρανζίστορ. Οι ερευνητές της Hewlett-Packard και του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες έχουν αποδείξει ότι μπορεί να σχηματιστεί ένα κύτταρο μνήμης στη διασταύρωση δύο νανοσωματιδίων. Χρησιμοποιώντας μια κάπως πιο περίπλοκη σειρά νανοσωματιδίων, έχουν επίσης βρει μια συσκευή που μοιάζει με τρανζίστορ και ονομάζεται μανδάλωση.

Οι μαθητές του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας και το Κέντρο Έρευνας της Ames της NASA έχουν επιδείξει μια συσκευή μνήμης που χρησιμοποιεί νανοϋλικά οξείδιο του ινδίου. Προβλέπουν ότι αυτή η συσκευή θα μπορεί να αποθηκεύσει 40 gigabits ανά τετραγωνικό εκατοστό, κάτι που είναι πολλά δεδομένα από τα πρότυπα κανενός.

Τα δομικά τρανζίστορ και οι συσκευές μνήμης που χρησιμοποιούνται σε τσιπ υπολογιστών από υλικά για το πλάτος ενός νανομέτρου, όπως τα νανοσωλήνες, ονομάζονται μοριακά ηλεκτρονικά

. Εν τω μεταξύ, στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ έχουν επιδείξει έναν αισθητήρα που βασίζεται σε nanowires και μπορεί να ανιχνεύσει ασθένειες σε δείγματα αίματος. Το τμήμα εργασίας του αισθητήρα είναι ένα nanowire που έχει λειτουργήσει με την προσάρτηση ορισμένων μορίων νουκλεϊκού οξέος σε αυτό. Τα μόρια νουκλεϊνικού οξέος συνδέονται με γονίδιο κυστικής ίνωσης αν υπάρχει σε δείγμα αίματος. Όταν συμβεί αυτό, αλλάζει η αγωγιμότητα των νανοσωματιδίων. Η μεταβολή της αγωγιμότητας του νανοσωλήνα προκαλεί ροή ρεύματος.

Αυτός ο τύπος αισθητήρα έχει τη δυνατότητα να παρέχει άμεση ανάλυση των δειγμάτων αίματος για μια ποικιλία ασθενειών, πιθανόν ακριβώς στο γραφείο του γιατρού σας με μόνο ένα pinprick στο χέρι σας. Αυτό είναι πολύ πιο βολικό από το να φτιάχνετε φιαλίδια γεμάτα αίμα και να περιμένετε μια δοκιμή για να επιστρέψετε από ένα εργαστήριο. Προσθέστε σε αυτό, αυτός ο αισθητήρας είναι εξαιρετικά ευαίσθητος και μπορεί να ανιχνεύσει ασθένειες που ποτέ δεν μπορούσαμε να εντοπίσουμε πριν, ούτε να ανιχνεύσουμε ιούς σε προγενέστερο στάδιο.

Υπάρχει όμως μια μεγάλη πρόκληση για τους ερευνητές που αναπτύσσουν αυτή την τεχνική, είτε με νανοσωλήνες είτε με νανοσωλήνες: Πρέπει να βρουν έναν τρόπο να κάνουν τους αισθητήρες επιλεκτικούς και να αποτρέπουν τα ψευδή μηνύματα. Στην επίδειξη του Χάρβαρντ, το έκαναν χρησιμοποιώντας ένα ειδικό νουκλεϊνικό οξύ που θα συνδέεται μόνο με το γονίδιο της κυστικής ίνωσης.

Τέλος, οι ερευνητές του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας, καθώς και οι φοιτητές του Ινστιτούτου Max Planck, διερευνούν τη χρήση νανοσωματιδίων για την αύξηση της πυκνότητας ενός μέσου μαγνητικής εγγραφής (όπως οι δίσκοι που χρησιμοποιούνται στους υπολογιστές). Και οι δύο ομάδες μπόρεσαν να εναποθέσουν συστοιχίες μαγνητικών νανοσωματιδίων - και η δουλειά τους δείχνει ότι είναι εφικτό να χρησιμοποιούμε αυτόν τον τύπο δομής για να αποθηκεύουμε πληροφορίες σε πολύ μεγαλύτερη πυκνότητα από τις τρέχουσες μονάδες δίσκου. Ωστόσο, άλλοι ερευνητές διερευνούν την ιδέα να χρησιμοποιηθούν ορισμένες διατάξεις νανο

σωματίδια για να κάνουν το ίδιο πράγμα με τα νανοσωματίδια. Είναι μια εκτίναξη ως προς ποια ιδέα θα κερδίσει έξω.