Mendapatkan Berwayar dengan Nanowires - dummies

Nanowires hanya sangat wayar kecil. Mereka terdiri daripada logam seperti perak, emas, atau besi, atau semikonduktor seperti silikon, zink oksida, dan germanium. Nanopartikel digunakan untuk membuat nanowires kecil ini, yang boleh mempunyai diameter sekecil 3 nanometer.

Nanowires tumbuh

Pengeluaran nanowires sama dengan nanotube; ia memerlukan penggunaan zarah pemangkin dalam ruang tindak balas yang dipanaskan. Untuk mengembangkan nanowires yang terdiri daripada gallium-nitride, penyelidik di Harvard University mengalirkan gas nitrogen dan mengalir gali melalui ruang reaksi yang mengandungi sasaran besi. Nanopartikel besi terbalik dari sasaran oleh laser untuk bertindak sebagai pemangkin. Kedua-dua molekul gallium dan nitrogen dibubarkan dalam nanopartikel besi. Apabila anda mendapat banyak galium dan nitrogen dalam zarah yang mula berkeringat dari permukaan, molekul mendakan ke permukaan zarah di mana mereka bergabung untuk menanam nanowire.

Apabila anda membesar apa nanowire, bahan yang anda gunakan mestilah larut dalam nanopartikel pemangkin. Sebagai contoh, untuk mengembangkan nanowires silikon, nanopartikel pemangkin emas digunakan kerana silikon larut dalam emas.

Untuk mengembangkan tatasusunan nanowires - hebat untuk membuat alat elektronik atau sensor - anda boleh menggunakan nanopartikel pemangkin yang diposisikan pada substrat yang padat, bukannya nanopartikel dalam wap. Sebagai contoh, para penyelidik di Institut Kebangsaan dan Teknologi Kebangsaan telah menggunakan nanopartikel emas pada permukaan nilam sebagai pemangkin untuk membina pelbagai nanowires yang terdiri daripada zink oksida. Dengan menukar saiz nanopartikel emas, mereka dapat mengawal sama ada nanowires tumbuh miring secara menegak pada sudut 60 darjah dari permukaan, atau mendatar di sepanjang permukaan.

Nanowires di tempat kerja

Beberapa kumpulan penyelidikan telah menunjukkan penggunaan nanowires untuk mencipta peranti memori dan transistor. Penyelidik di Hewlett-Packard dan University of California di Los Angeles telah menunjukkan bahawa sel memori boleh dibentuk di persimpangan dua nanowires. Dengan menggunakan nanowires yang agak rumit, mereka juga telah menghasilkan peranti seperti transistor yang dikenali sebagai selak silang.

Orang ramai di University of Southern California dan Pusat Penyelidikan NASA Ames telah menunjukkan peranti memori yang menggunakan nanowires indium oksida. Mereka meramalkan bahawa peranti ini akan dapat menyimpan 40 gigabit setiap sentimeter persegi, yang banyak data oleh piawaian sesiapa pun.

Membina transistor dan peranti memori yang digunakan dalam cip komputer dari bahan-bahan mengenai lebar nanometer, seperti nanowires, dipanggil elektronik molekul.

Sementara itu, di Universiti Harvard, mereka telah menunjukkan sensor berasaskan nanowire yang dapat mengesan penyakit dalam sampel darah. Bahagian kerja sensor adalah nanowire yang telah difungsikan dengan melampirkan molekul asid nukleus tertentu. Molekul asid nukleik ikatan kepada gen fibrosis cystik jika terdapat dalam sampel darah. Apabila ini berlaku, kelakuan perubahan nanowires berubah. Perubahan dalam konduktansi nanowire menyebabkan arus mengalir.

Jenis sensor ini berpotensi untuk menyediakan analisis segera sampel darah untuk berbagai penyakit, mungkin betul di pejabat doktor anda dengan hanya pinprick di jari anda. Itu lebih mudah daripada memberi botol penuh darah dan menunggu ujian untuk kembali dari makmal. Tambahan lagi, sensor ini sangat sensitif dan mungkin mengesan penyakit yang tidak pernah dapat kami diiktiraf sebelum ini, atau mengesan virus pada peringkat terdahulu.

Tetapi terdapat satu cabaran besar untuk penyelidik membangunkan teknik ini, sama ada dengan nanowires atau nanotube: Mereka perlu mencari cara untuk membuat sensor terpilih dan menghalang isyarat palsu. Dalam demonstrasi Harvard, mereka melakukan ini dengan menggunakan asid nukleik tertentu yang hanya akan ikatan kepada gen fibrosis sista.

Akhirnya, penyelidik di Institut Teknologi dan Teknologi Nasional, serta orang-orang di Institut Max Planck, menyiasat penggunaan nanowires untuk meningkatkan ketumpatan medium rakaman magnet (seperti pemacu cakera yang digunakan dalam komputer). Kedua-dua kumpulan telah dapat menyimpan array nanowires magnetik - dan kerja mereka menunjukkan bahawa ia boleh menggunakan jenis struktur ini untuk menyimpan maklumat pada ketumpatan lebih tinggi daripada pemacu cakera semasa boleh. Walau bagaimanapun, penyelidik lain menyiasat idea menggunakan perkiraan tertentu nano zarah untuk melakukan perkara yang sama seperti nanowires. Ia adalah melemparkan idea yang akan menang.