Aan Vast met Nanodraadjes

Nanodraden zijn gewoon erg klein draden. Ze zijn samengesteld uit metalen zoals zilver, goud of ijzer, of halfgeleiders zoals silicium, zinkoxide en germanium. Nanodeeltjes worden gebruikt om deze kleine nanodraden, die een diameter zo klein als 3 nanometer kunnen laten maken.

Groeiende nanodraden

De productie van nanodraden is vergelijkbaar met nanobuisjes; het vereist een katalysatordeeltje in een verhitte reactiekamer. Om nanodraden samengesteld uit gallium-nitride, onderzoekers aan de Harvard University stroom stikstofgas en verdampt gallium door de reactiekamer met een ijzeren doelwit groeien. Iron nanodeeltjes worden verdampt uit de doelstelling van een laser om als katalysator. Zowel gallium en stikstof moleculen oplossen in de ijzeren nanodeeltjes. Wanneer je zoveel gallium en stikstof in het deeltje dat het begint te zweten uit het oppervlak moleculen neerslaan op het oppervlak van het deeltje, die tegelijkertijd de nanodraad groeien.

Wanneer u een nanodraad groeien, moeten de materialen die u gebruikt oplosbaar in de katalysator nanodeeltjes zijn. Bijvoorbeeld, silicium nanodraden groeien, een gouden nanodeeltjes katalysator wordt gebruikt omdat silicium oplost in goud.

Geweldig voor elektronische apparaten of sensoren - - arrays van nanodraden groeien kan gebruiken katalysator nanodeeltjes geplaatst op een vast substraat, in plaats van nanodeeltjes in een damp. Zo hebben onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology gouden nanodeeltjes gebruikt op een saffier oppervlak als katalysatoren arrays van nanodraden uit zinkoxide groeien. Door de omvang van de gouden nanodeeltjes, zij kunnen controleren of de nanodraden verticaal groeien gekanteld onder een hoek van 60 graden uit het oppervlak of horizontaal langs het oppervlak.

Nanodraden op het werk

Verschillende onderzoeksgroepen hebben het gebruik van nanodraden te geheugenapparaten en transistors creëren aangetoond. Onderzoekers van Hewlett-Packard en de University of California in Los Angeles hebben aangetoond dat een geheugencel bij het snijpunt van beide nanodraden kunnen worden gevormd. Met behulp van een iets ingewikkelder reeks van nanodraden, hebben ze ook komen met een transistor-achtig apparaat heet een crossbar grendel.

Mensen aan de Universiteit van Zuid-Californië en het NASA Ames Research Center hebben een geheugen van het apparaat dat indiumoxyde nanodraden gebruikt aangetoond. Ze voorspellen dat dit apparaat in staat om 40 gigabits per vierkante centimeter, dat is een veel gegevens door normen iemand slaan zal zijn.

Gebouw transistors en geheugen apparaten die worden gebruikt in computerchips van materiaal over de breedte van een nanometer, zoals nanodraden, heet moleculaire elektronica.

Ondertussen, meer dan aan de Harvard University hebben ze een nanodraad-gebaseerde sensor die ziekten in bloedmonsters kan detecteren aangetoond. Het werkzame deel van de sensor een nanodraad die is gefunctionaliseerd door aan bepaalde nucleïnezuurmoleculen aan. De nucleïnezuurmoleculen binding met een cystische fibrose-gen als het in een bloedmonster. Wanneer dit gebeurt, de geleiding van de nanodraden verandert. De verandering in de nanodraad geleiding veroorzaakt een stroom.

Dit type sensor heeft de potentie om onmiddellijke analyse van bloedmonsters voor een verscheidenheid van ziekten, eventueel recht uw arts kantoor met slechts een speldenprik in de vinger. Dat is veel handiger dan het geven van flesjes vol met bloed en wachten op een test om terug van een lab komen. Voeg daarbij, deze sensor is zeer gevoelig en kunnen ziektes we hebben zelfs nog nooit in staat zijn om voor het detecteren, of virussen op te sporen zijn sporen in een eerder stadium.

Maar er is een grote uitdaging voor onderzoekers ontwikkelen van deze techniek, ofwel met nanodraden en nanobuizen: Ze moeten een manier vinden om de sensoren selectiever te maken en te voorkomen dat valse signalen te vinden. In de Harvard demonstratie deden zij dit door een specifiek nucleïnezuur dat alleen zou binden aan de cystische fibrose-gen.

Tenslotte onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology, evenals de mensen van theMax Planck Institute, onderzoekt het gebruik van nanodraden voor de dichtheid van een magnetisch registratiemedium (bijvoorbeeld de schijven in computers) verhogen. Beide groepen kunnen geïncorporeerde magnetische nanodraden deponeren geweest - en hun werk toont aan dat het haalbaar is om dit type structuur te gebruiken om informatie op te slaan op een veel hogere dichtheid dan de huidige schijven kunnen. Maar ook andere onderzoekers die het idee om bepaalde van nano deeltjes hetzelfde als nanodraden doen. Het is een dubbeltje op zijn kant als aan die gedachte zal winnen.