Blir ledd med nanovirer - dummies

Nanodyr er ganske enkelt svært små ledninger. De er sammensatt av metaller som sølv, gull eller jern, eller halvledere som silisium, sinkoksid og germanium. Nanopartikler brukes til å lage disse små nanotråder, som kan ha en diameter så liten som 3 nanometer.

Voksende nanotråder

Produksjonen av nanotråder ligner nanorør; det krever bruk av en katalysatorpartikkel i et oppvarmet reaksjonskammer. For å vokse nanotråder sammensatt av galliumnitrid, flytter forskere ved Harvard University nitrogengass og fordampet gallium gjennom reaksjonskammeret som inneholder et jernmål. Jern nanopartikler blir fordampet fra målet av en laser for å fungere som en katalysator. Både gallium- og nitrogenmolekyler oppløses i jern nanopartikler. Når du får så mye gallium og nitrogen i partikkelen som det begynner å svette av overflaten, faller molekylene ut på partikkelen, hvor de kombinerer for å vokse nanotråden.

Når du vokser noe nanoteknologi, må materialene du bruker, være løselig i katalysator nanopartikkelen. For eksempel, for å dyrke silikon nanotråder, brukes en gullkatalysator nanopartikkel fordi silisium oppløses i gull.

Å vokse arrays of nanowires - flott for å lage elektroniske enheter eller sensorer - du kan bruke katalysator nanopartikler plassert på et fast substrat, i stedet for nanopartikler i en damp. For eksempel har forskere ved Statens institutt for standarder og teknologi brukt gull nanopartikler på en safiroverflate som katalysatorer for å vokse arrays av nanotråder sammensatt av sinkoksid. Ved å endre størrelsen på gull nanopartikler, kan de kontrollere om nanoteknene vokser vertikalt i en vinkel på 60 grader opp fra overflaten eller horisontalt langs overflaten.

Nanohjul på jobben

Flere forskergrupper har vist bruken av nanotråder for å lage minnemateriell og transistorer. Forskere ved Hewlett-Packard og University of California i Los Angeles har vist at en minnecelle kan dannes ved krysset mellom to nanotråder. Ved å bruke et noe mer komplisert utvalg av nanotråder, har de også kommet opp med en transistorlignende enhet kalt en tverrstangslås.

Folk på Universitetet i Sør-California og NASA Ames Research Center har demonstrert en minneenhet som bruker indiumoxid nanotråder. De forutsier at denne enheten vil kunne lagre 40 gigabits per kvadratcentimeter, noe som er mye data av noens standarder.

Byggtransistorer og minneenheter som brukes i dataplisjer fra materialer om bredden på et nanometer, som nanotråder, kalles molekylær elektronikk.

Samtidig har over ved Harvard University demonstrert en nanowire-basert sensor som kan oppdage sykdommer i blodprøver. Arbeidsdelen av sensoren er en nanowire som har blitt funksjonalisert ved å knytte bestemte nukleinsyremolekyler til den. Nukleinsyremolekylene binder til et cystisk fibrose-gen hvis det er tilstede i en blodprøve. Når dette skjer, endres ledningen av nanotråene. Forandringen i nanowirekonduktansen fører til at en strøm strømmer.

Denne typen sensor har potensial til å gi umiddelbar analyse av blodprøver for en rekke sykdommer, muligens rett i legen din med bare en fingerpinne i fingeren. Det er mye mer praktisk enn å gi hetteglassene full av blod og venter på en test for å komme tilbake fra et laboratorium. Legg til at denne sensoren er svært følsom og kan oppdage sykdommer vi aldri har kunnet oppdage før, eller oppdage virus på et tidligere stadium.

Men det er en stor utfordring for forskere som utvikler denne teknikken, enten med nanotråder eller nanorør: De må finne en måte å gjøre sensorene selektive og forhindre falske signaler. I Harvard-demonstrasjonen gjorde de dette ved å bruke en spesifikk nukleinsyre som bare ville binde til det cystiske fibrosegenet.

Endelig undersøker forskere ved Statens institutt for standarder og teknologi, så vel som folkene på Max Planck Institute, bruken av nanotråder for å øke tettheten til et magnetisk opptaksmedium (for eksempel diskene som brukes i datamaskiner). Begge gruppene har vært i stand til å deponere arrays av magnetiske nanotråder - og deres arbeid viser at det er mulig å bruke denne typen struktur for å lagre informasjon med en mye høyere tetthet enn dagens harddisker kan. Imidlertid undersøker andre forskere ideen om å bruke visse ordninger av nano partikler for å gjøre det samme som nanotråder. Det er en kaste opp som hvilken ide som vil vinne ut.