Obtinerea cablului cu Nanowires - manechine

Nanofirele sunt pur și simplu foarte fire mici. Acestea sunt compuse din metale precum argint, aur sau fier sau semiconductori precum siliciul, oxidul de zinc și germaniu. Nanoparticulele sunt folosite pentru a crea aceste nanofire mici, care pot avea un diametru mai mic de 3 nanometri.

Nanofire în creștere

Producția de nanofire este similară nanotuburilor; necesită utilizarea unei particule de catalizator într-o cameră de reacție încălzită. Pentru a dezvolta nanofire compuse din galiu-nitrură, cercetătorii de la Universitatea Harvard curg gaz de azot și galiu vaporizat prin camera de reacție care conține o țintă de fier. Nanoparticulele de fier sunt vaporizate din țintă printr-un laser pentru a acționa ca un catalizator. Ambele molecule de galiu și azot se dizolvă în nanoparticulele de fier. Când obțineți atât de mult galiu și azot în particule încât începe să transpire de pe suprafață, moleculele precipită pe suprafața particulei unde se combină pentru a crește nanofirele.

Pentru a dezvolta rețele de nanofire - excelente pentru a realiza dispozitive electronice sau senzori - puteți utiliza nanoparticule de catalizator poziționate pe un substrat solid, mai degrabă decât nanoparticule în vapori. De exemplu, cercetatorii de la Institutul National de Standarde si Tehnologie au folosit nanoparticule de aur pe o suprafata de safir ca catalizatori pentru a dezvolta matrice de nanofire compuse din oxid de zinc. Prin schimbarea dimensiunii nanoparticulelor de aur, ele sunt capabile să controleze dacă nanofirele cresc înclinate vertical, la un unghi de 60 de grade, deasupra suprafeței sau orizontal de-a lungul suprafeței.

Nanowires la locul de muncă

Mai multe grupuri de cercetare au demonstrat utilizarea nanofirelor pentru a crea dispozitive de memorie și tranzistori. Cercetătorii de la Hewlett-Packard și de la Universitatea din California din Los Angeles au demonstrat că o celulă de memorie poate fi formată la intersecția a două nanofire. Folosind o gamă ceva mai complicată de nanofire, au venit de asemenea cu un dispozitiv asemănător tranzistorului numit un zăvor de bara transversală.

Oamenii de la Universitatea din California de Sud și Centrul de Cercetare Ames din NASA au demonstrat un dispozitiv de memorie care utilizează nanofire de oxid de indiu. Ei prevăd că acest dispozitiv va putea să stocheze 40 de gigabiți pe centimetru pătrat, ceea ce reprezintă o mulțime de date de către oricine.

Construirea tranzistorilor și a dispozitivelor de memorie utilizate în chips-uri de la materialele despre lățimea unui nanometru, cum ar fi nanofire, se numește

electronică moleculară. Între timp, de la Universitatea Harvard au demonstrat un senzor pe bază de nanofire care poate detecta bolile din probele de sânge. Partea de lucru a senzorului este un nanowire care a fost funcțional prin atașarea anumitor molecule de acid nucleic la acesta. Moleculele de acid nucleic se leagă la o genă de fibroză chistică dacă este prezentă într-o probă de sânge. Când se întâmplă acest lucru, conductanța nanofirelor se schimbă. Modificarea conductivității nanofirelor determină curgerea curentului.

Acest tip de senzor are potențialul de a oferi o analiză imediată a probelor de sânge pentru o varietate de afecțiuni, posibil chiar în cabinetul medicului dumneavoastră, cu doar un pinprick pe deget. Este mult mai convenabil decât să dai flacoane pline de sânge și să aștepți ca un test să revină dintr-un laborator. În plus, acest senzor este foarte sensibil și ar putea detecta bolile pe care niciodată nu am reușit să le detectăm înainte sau detectarea virușilor într-o etapă mai devreme.

Dar există o provocare majoră pentru cercetătorii care dezvoltă această tehnică, fie cu nanofire, fie cu nanotuburi: trebuie să găsească o modalitate de a face senzorii selectivi și de a preveni semnalele false. În demonstrația de la Harvard, au făcut acest lucru prin utilizarea unui acid nucleic specific care s-ar lega doar de gena fibrozei chistice.

În cele din urmă, cercetătorii de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie, precum și cei de la Institutul Max Planck investighează utilizarea nanofirelor pentru a crește densitatea unui mediu de înregistrare magnetică (cum ar fi unitățile de disc utilizate în computere). Ambele grupuri au reușit să depoziteze rețele de nanofire magnetice - iar munca lor arată că este posibil să se folosească acest tip de structură pentru a stoca informații la o densitate mult mai mare decât discurile curente. Cu toate acestea, alți cercetători investighează ideea utilizării anumitor aranjamente de particule nano

pentru a face același lucru cu nanofirele. Este o aruncare a ideii care va câștiga.