Obsah:
Video: Stahování izolace kabelů 2025
Nanowires jsou jednoduše velmi drobné dráty. Jsou složeny z kovů, jako je stříbro, zlato nebo železo, nebo polovodiče, jako je křemík, oxid zinečnatý a germanium. Nanočástice se používají k vytvoření těchto malých nanovláken, které mohou mít průměr menší než 3 nanometry.
Pěstování nanočástic
Výroba nanočástic je podobná nanotrubičkám; to vyžaduje použití částice katalyzátoru ve vyhřívané reakční komoře. K růstu nanočásí složených z galidu-nitridu, výzkumníci na Harvardské univerzitě proudí dusíkový plyn a odpařený gallium skrze reakční komoru obsahující železný cíl. Nanočástice železa se vypařují z cíle laserem, který působí jako katalyzátor. Jak molekuly galia, tak i dusík se rozpouštějí v nanočástice železa. Když dostanete v částice tolik galia a dusíku, které se začnou potnout z povrchu, molekuly se vysráží na povrch částic, kde se sklouzejí k růstu nanočáru.
Když porostete nějakou nanočáru, materiály, které používáte, musí být rozpustné v nanočástice katalyzátoru. Například pro růst silikonových nanočástic se používá zlatý katalyzátor nanočástic, protože křemík se rozpouští ve zlatě.
Chcete-li pěstovat pole nanočástice - skvělé pro výrobu elektronických zařízení nebo senzorů - můžete použít nanočástice katalyzátoru umístěné na pevném podkladu, spíše než nanočástice v páru. Například výzkumníci z Národního institutu pro normalizaci a technologii používali nanočástice zlata na safírový povrch jako katalyzátory pro růst polí nanovláken složených z oxidu zinečnatého. Změnou velikosti nanočástic zlata mohou řídit, zda se nanočáry zvětšují svisle nakloněné pod úhlem 60 stupňů od povrchu nebo horizontálně podél povrchu.
Nanowires at work
Několik výzkumných skupin demonstrovalo použití nanovláken pro vytvoření paměťových zařízení a tranzistorů. Výzkumní pracovníci společnosti Hewlett-Packard a University of California v Los Angeles prokázali, že paměťová buňka může být vytvořena na křižovatce dvou nanovláken. Pomocí poněkud komplikovanějšího pole nanočástik přicházejí také s tranzistorovým zařízením nazývaným západka příčníku.
Lidé na univerzitě v jižní Kalifornii a NASA Ames Research Center prokázali paměťové zařízení, které využívá nanofyziky oxidu indium. Předpovídají, že toto zařízení bude schopno uložit 40 gigabitů na čtvereční centimetr, což je spousta dat podle nikoho.
Budování tranzistorů a paměťových zařízení používaných v počítačových čipích z materiálů o šířce nanometru, jako jsou nanočástice, se nazývá molekulární elektronika .
Mezitím prokázali na Harvardské univerzitě senzor založený na nanočáru, který dokáže detekovat onemocnění ve vzorcích krve. Pracovní částí snímače je nanovlákna, která byla funkcionalizována připojením určitých molekul nukleové kyseliny k ní. Molekuly nukleové kyseliny se váží na gen cystické fibrózy, pokud je přítomen ve vzorku krve. Když k tomu dojde, mění se vodivost nanovláken. Změna vodivosti nanočáru způsobuje tok proudem.
Tento typ snímače je schopen poskytnout okamžitou analýzu vzorků krve pro různé nemoci, případně přímo v kanceláři vašeho lékaře, jen s prstem. To je mnohem pohodlnější než dávat lahvičky plné krve a čeká na test, který se vrátí z laboratoře. Přidejte k tomu, že tento senzor je vysoce citlivý a může odhalit nemoci, které jsme nikdy předtím nedokázali rozpoznat, anebo detekovat viry dříve.
Existuje však velká výzva pro výzkumníky, kteří tuto techniku vyvíjejí, a to buď nanowires nebo nanotrubice. Musí najít způsob, jak snímače vybrat a zabránit falešným signálům. V demonstraci Harvarda to udělali s použitím specifické nukleové kyseliny, která by se spojila pouze s genem cystické fibrózy.
Nakonec výzkumníci z Národního ústavu pro normalizaci a technologie, stejně jako lidé z Max Planck Institute, zkoumají použití nanočástic pro zvýšení hustoty magnetického záznamového média (jako jsou diskové jednotky používané v počítačích). Obě skupiny byly schopny uložit pole magnetických nanočástic - a jejich práce ukazuje, že je možné použít tento typ struktury pro ukládání informací s mnohem vyšší hustotou, než mohou současné diskové jednotky. Jiní výzkumníci však zkoumají myšlenku použití určitých uspořádání nano částic , aby udělali to samé jako nanowires. Je to hádka o tom, která myšlenka vyhraje.
