211service.com
Viegli izgatavojami nanosensori
Viens no pārliecinošākajiem nanotehnoloģiju solījumiem ir mazi detektori, kas varētu uzreiz pārbaudīt simtiem toksīnu vai patogēnu. Šie sensori, kas apvienoti mazās rokas ierīcēs, varētu nodrošināt ātrus brīdinājumus par bioteroru uzbrukumiem. Tos var arī izmantot, lai ātri un precīzi noteiktu agrīnas vēža pazīmes, pirms slimība kļūst nāvējoša. (Skatiet aptieku vēža testus.)
Mākslinieka koncepcija par nanovadu sensoriem, kas spēj noteikt konkrētu molekulu minimālas koncentrācijas. Jauns paņēmiens šo sensoru izgatavošanai varētu novest pie to plašas izmantošanas rokas ierīcēs, izmantojot lietojumus no fundamentālās zinātnes līdz vēža skrīningam.
Tagad Jēlas universitātes pētnieki ir izstrādājuši ultrajutīgus nanomēroga sensorus, kurus ir viegli izgatavot. Sensori ir balstīti uz pusvadītāju nanovadiem, kas var noteikt atsevišķas vīrusa daļiņas vai īpaši zemas mērķa vielas koncentrācijas, kā jau ir parādījuši citi pētnieki. (Skatiet īpaši jutīgu ekrānu.) Tomēr ir izrādījies, ka nanovadu sensoru ierīces ir grūti ražot masveidā. Pirmkārt, to izgatavošanai izmantotās metodes parasti nav saderīgas ar tām, ko izmanto, lai izgatavotu elektroniku, kas pastiprina un apstrādā nanovadu radītos signālus.
Elektroinženieru un lietišķās fizikas profesora Marka Rīda un viņa kolēģu izstrādātajā procesā nanovadu sensorus var ražot ar metodēm, kas ir saderīgas ar pusvadītāju nozares augstas caurlaidspējas metodēm. Šādā veidā ražotos sensorus varētu integrēt ar elektroniku, kas nepieciešama datu apstrādei, potenciāli radot kompaktas un salīdzinoši pieejamas ierīces.
Šādi sensori varētu būt daudz mazāki par standarta optiskiem detektoriem un vienkāršāk lietojami. Tā kā sensori būtu balstīti uz elektronisku signālu, mērķa molekulas nebūtu ķīmiski jāmarķē ar fluorescējošām molekulām un pēc tam jānovēro, izmantojot apjomīgus optiskos lasītājus. Tūkstošiem sensoru var ievietot rokas ierīcē, kas varētu radīt rezultātus gandrīz acumirklī.
Lai izgatavotu savus sensorus, Rīds un viņa kolēģi izmantoja procesu, kas līdzīgs tam, ko izmanto datoru mikroshēmu modelēšanai.
Pētnieki sāk ar komerciāli pieejamām silīcija plēvēm uz izolācijas materiāla; tad viņi izmanto parastās metodes, lai izveidotu līniju modeļus, ko sauc par maskām, kas noteiks nanovadu atrašanās vietu. Pēc tam tie iegravē silīciju, ko nesedz maskas. Lai gan maskas nav pietiekami plānas, lai izveidotu nanovadus, pētnieki ļauj kodināšanai turpināt apēst materiālu zem maskas malām, pabeidzot uzdevumu. Izmantojot šo procesu, pētnieki varēja izveidot vairākus nanosensorus vienā mikroshēmā.
Eksperimentos, kas aprakstīti šīs nedēļas žurnāla numurā Daba , sensori tika izmantoti, lai noteiktu dažādas lietas, tostarp specifiskas antivielas. Vispirms nanovadi tiek pamanīti ar molekulām, kas paredzētas saistīšanai ar mērķa antivielu; kad mērķis ir klāt un saite ir izveidota, tas izraisa nanovada vadītspējas izmaiņas, radot nolasāmu signālu. Tā kā ķermeņa imūnsistēma ražo nelielu daudzumu antivielu, reaģējot uz tādām slimībām kā vēzis, ierīces var izmantot agrīnai diagnostikai.
Lai gan viņš nenorādīs, kad būs pieejamas ierīces, kas izmanto sensorus, Rīds saka, ka tam vajadzētu būt drīz. Es strādāju pie daudzām lietām, kuras nekad savā mūžā neredzēšu, viņš saka. Tas notiks manas dzīves laikā.