پليمرهاي زويتزريونيک(zwitterionic)، به‌عنوان روکشهاي ضد رسوب نانوذرات
محققاني که در زمينة گسترش کاربرد نانوذرات، به‌عنوان عامل درماني و تصويربرداري سرطان فعاليت دارند، با يک مشکل مواجه‌اند. بسياري از نانوذرات با جذب غير اختصاصي پروتئين‌ها در سطح خود باعث تحريک سيستم ايمني مي‌شود.
اين امر اغلب منجر به خارج شدن نانوذرات از گردش خون پيش از رسيدن به تومور هدف مي‌شود. حتي با وجود روکش کردن ذرات به‌وسيلة پليمرهايي مثل PEG براي کاهش اين اتصال غير اختصاصي هم کارايي اين نانوذرات کمتر از حد مطلوب است.
يک گروه تحقيقاتي از دانشگاه واشنگتن ثابت کرد که دستة جديدي از پليمرها، به نام پليمرهاي سويتزريونيک، مي‌توانند جايگزين PEG شوند. اين پليمرها توأماً از بارهاي مثبت و منفي پوشيده شدهاند و زماني که به‌عنوان روکش استفاده مي‌شوند، به‌علت دانسيتة بار مثبت و منفي فراوان، خيلي محکم به‌هم فشرده مي‌شوند و در نتيجه پليمر پروتئين‌هاي چسبنده به سطح را دفع مي‌کند، اين اتفاق حتي اگر سطوح پوشيده‌شده از پليمر در تماس با سرم يا پلاسماي انساني رقيق‌نشده قرار گيرند نيز صورت مي‌پذيرد. پس پليمرهاي سويتزريونيک به‌عنوان روکشهاي ضد رسوب نانوذرات بسيار مفيد هستند.
نتایج این تحقیق در مجله Biomacromolecules به چاپ رسیده است.
[External Link Removed for Guests]
zwitterionic : یون دوقطبی
نانو تکنولوژي
مدیر انجمن: شوراي نظارت
-
- پست: 2371
- تاریخ عضویت: شنبه ۲۴ فروردین ۱۳۸۷, ۱۱:۰۳ ب.ظ
- سپاس‌های ارسالی: 6261 بار
- سپاس‌های دریافتی: 11083 بار
شدن گرافن به يک
به‌تازگي محققاني از دانشگاه تگزاس در محاسباتِ خود نشان داده‌اند که دولايه‌هاي گرافني(Graphen bilayers)، مي‌توانند رفتار ابرشاره‌اي(شارش بدون مقاومت) را از خود نشان دهند. چنانچه اين محاسبات در عمل نيز تأييد شود، مي‌توان در آينده از گرافن در ساخت ابزارهاي الکترونيکي پربازده و حتي در بقاي قانون مور براي يک دهة ديگر بهره گرفت.
خصوصيت ابرشاره‌اي در سيستم‌هاي مختلفي؛ چون ابررساناهاي معمولي و دمابالا، همچنين دولايه‌هاي کوانتومي هال ظاهر مي‌شود. با اين حال، شارشِ «بدون اتلاف» تنها در دماهاي بسيار پايين به وجود مي‌آيد و در بالاي يک دماي بحراني، اتلاف وجود خواهد داشت.
در کاربردهاي الکترونيکي به موادي با دماي بحراني بالا؛مانند ابررساناها با کارکرد در دماي اتاق نياز است. به عقيدة بسياري از فيزيکدانان ساخت چنين ابررساناهايي به دومين انقلاب صنعتي خواهد انجاميد.
هانگي مي، يکي از اعضاي گروه مذکور، در اين باره مي‌گويد:«يافته‌هاي ما حاکي از آن است که يک دولاية گرافني در دماهاي بالا داراي رفتار ابرشاره‌اي است. مي‌توان دماي بحراني اين ماده را در شرايط خاصي تا حد دماي اتاق بالا برد. چنين دماي بحراني‌اي يک رکورد جديد محسوب مي‌شود.»
اين محققان براي تخمين دماي بحراني از نظرية ميدان-متوسط استفاده کردند. آنها دريافتند که با تنظيم فاصلة بين دو لايه به حدود يك نانومتر و ايجاد يک ميدان تفکيکي در حدود يك ولت بر نانومتر بر روي يک زيرلاية دي‌اکسيد سيليکوني، مي‌توان دماي بحراني را به دماي اتاق رساند.
اگر دماي بحراني دولايه‌هاي گرافني به اندازة کافي بالا برده شود، مي‌توان اميدوار بود که قانون مور براي يک دهة ديگر برقرار بماند، زيرا با توليد ابرشاره‌ها مي‌توان اتصالاتي مياني ساخت که هيچ‌گونه اتلافي ندارند و به اين ترتيب مي‌توان ترانزيستورهايي را توليد كرد که ولتاژ گيت آنها بسيار کوچکتر از انرژي حرارتي است. چنين ابزارهايي بسيار کم‌مصرف خواهند بود.
گروه مذکور قصد دارند تا ابرشارگي دمابالا در دولايه‌هاي گرافني را به شکل دقيق‌تري مورد مطالعه قرار دهند. آنها مايلند تا براي دستيابي به درک کاملي از اين ماده، با محققانِ آزمايشگاهي همکاري دقيق داشته باشند.
[External Link Removed for Guests]
به‌تازگي محققاني از دانشگاه تگزاس در محاسباتِ خود نشان داده‌اند که دولايه‌هاي گرافني(Graphen bilayers)، مي‌توانند رفتار ابرشاره‌اي(شارش بدون مقاومت) را از خود نشان دهند. چنانچه اين محاسبات در عمل نيز تأييد شود، مي‌توان در آينده از گرافن در ساخت ابزارهاي الکترونيکي پربازده و حتي در بقاي قانون مور براي يک دهة ديگر بهره گرفت.
خصوصيت ابرشاره‌اي در سيستم‌هاي مختلفي؛ چون ابررساناهاي معمولي و دمابالا، همچنين دولايه‌هاي کوانتومي هال ظاهر مي‌شود. با اين حال، شارشِ «بدون اتلاف» تنها در دماهاي بسيار پايين به وجود مي‌آيد و در بالاي يک دماي بحراني، اتلاف وجود خواهد داشت.
در کاربردهاي الکترونيکي به موادي با دماي بحراني بالا؛مانند ابررساناها با کارکرد در دماي اتاق نياز است. به عقيدة بسياري از فيزيکدانان ساخت چنين ابررساناهايي به دومين انقلاب صنعتي خواهد انجاميد.
هانگي مي، يکي از اعضاي گروه مذکور، در اين باره مي‌گويد:«يافته‌هاي ما حاکي از آن است که يک دولاية گرافني در دماهاي بالا داراي رفتار ابرشاره‌اي است. مي‌توان دماي بحراني اين ماده را در شرايط خاصي تا حد دماي اتاق بالا برد. چنين دماي بحراني‌اي يک رکورد جديد محسوب مي‌شود.»
اين محققان براي تخمين دماي بحراني از نظرية ميدان-متوسط استفاده کردند. آنها دريافتند که با تنظيم فاصلة بين دو لايه به حدود يك نانومتر و ايجاد يک ميدان تفکيکي در حدود يك ولت بر نانومتر بر روي يک زيرلاية دي‌اکسيد سيليکوني، مي‌توان دماي بحراني را به دماي اتاق رساند.
اگر دماي بحراني دولايه‌هاي گرافني به اندازة کافي بالا برده شود، مي‌توان اميدوار بود که قانون مور براي يک دهة ديگر برقرار بماند، زيرا با توليد ابرشاره‌ها مي‌توان اتصالاتي مياني ساخت که هيچ‌گونه اتلافي ندارند و به اين ترتيب مي‌توان ترانزيستورهايي را توليد كرد که ولتاژ گيت آنها بسيار کوچکتر از انرژي حرارتي است. چنين ابزارهايي بسيار کم‌مصرف خواهند بود.
گروه مذکور قصد دارند تا ابرشارگي دمابالا در دولايه‌هاي گرافني را به شکل دقيق‌تري مورد مطالعه قرار دهند. آنها مايلند تا براي دستيابي به درک کاملي از اين ماده، با محققانِ آزمايشگاهي همکاري دقيق داشته باشند.
[External Link Removed for Guests]
-
- پست: 2371
- تاریخ عضویت: شنبه ۲۴ فروردین ۱۳۸۷, ۱۱:۰۳ ب.ظ
- سپاس‌های ارسالی: 6261 بار
- سپاس‌های دریافتی: 11083 بار
حافظه در اتم‌هاي مجازي
کشفي که اخيراً توسط نانوفيزيکدانانِ هلندي انجام گرفته است مي‌تواند شيوه‌ي ذخيره‌ي داده بر روي رايانه‌ها را تغيير دهد. محققان مذکور توانستهاند الکتريسيته و مغناطيس را در راه ساخت ابزاري جديد براي ذخيره اطلاعات، با يکديگر همراه کنند. به کمک اين کشف مي‌توان در آينده، داده‌ها را بسيار سريع‌تر و دقيق‌تر ذخيره نمود.
واحد پردازش و حافظه از اجزاي مهم يک رايانه مي‌باشند و تاکنون، به شکل همزمان و موازي، توسط دانشمندان تحت توسعه و اصلاح قرار گرفته‌اند. حافظه‌ي رايانه از اجزاي مغناطيسي، ساخته شده است در حاليکه واسطه رد و بدل شونده در محاسبات، سيگنال‌هاي الکتريکي هستند.
کشف اخيري که توسط يوناس هاپتمن، جنز پاسک و پول اريک ليندلوف از دانشگاه کپنهاگ صورت گرفته است، گامي به سمت ساختِ ابزاري جديد براي ذخيره اطلاعات است که در آن، الکتريسيته و مغناطيس در قالب شکل جديدي از ترانزيستور، با يکديگر ادغام مي‌شوند.
هاپتمن که دانشجوي دکتراي پروفسور ليندلوف است، در اين باره مي‌گويد: «ما اولين کساني هستيم که توانستيم بر روي کوچکترين آهنرباهاي طبيعت، يعني اسپين‌ها، کنترلِ الکتريکي مستقيم داشته باشيم. ما در آزمايشات خود، از نانولوله‌هاي کربني به عنوان ترانزيستور استفاده کرديم و آنها را در بين الکترودهاي مغناطيسي قرار داده و نشان داديم که مي‌توان جهت اسپينِ يک الکترون منفردِ موجود در نانولوله را به صورت مستقيم و با استفاده از يک پتانسيل الکتريکي کنترل کرد. چنين الکتروني را مي‌توان يک اتم مجازي ناميد»
امکان کنترل الکتريکي مستقيم بر روي اسپينِ يک الکترون منفرد، از چندين سال قبل به صورت نظري تاييد شده است، اما صرفنظر از چند تلاش پراکنده‌ي جهاني، اين آزمايش نخستين تلاشي است که عملاً اين پديده را به تصوير کشيده است و به همين دليل، توجه زيادي به سمت آن جلب شده است.
پروفسور پاسک که تحليل داده‌هاي اين تحقيق بر عهده‌ي وي بوده است، مي‌گويد: «ما بر روي شکل جديدي از ترانزيستورها تحقيق مي‌کنيم که در آن، يک نانولوله کربني يا يک مولکول آلي منفرد، جايگزين ترانزيستور نيمه‌رساناي معمولي مي‌شود. کشف ما نشان مي‌دهد که اين شکل از ترانزيستورها مي‌توانند به عنوان يک حافظه مغناطيسي عمل کنند»
جزييات اين تحقيق در نشريه Nature Physics به چاپ رسيده است.
[External Link Removed for Guests]
کشفي که اخيراً توسط نانوفيزيکدانانِ هلندي انجام گرفته است مي‌تواند شيوه‌ي ذخيره‌ي داده بر روي رايانه‌ها را تغيير دهد. محققان مذکور توانستهاند الکتريسيته و مغناطيس را در راه ساخت ابزاري جديد براي ذخيره اطلاعات، با يکديگر همراه کنند. به کمک اين کشف مي‌توان در آينده، داده‌ها را بسيار سريع‌تر و دقيق‌تر ذخيره نمود.
واحد پردازش و حافظه از اجزاي مهم يک رايانه مي‌باشند و تاکنون، به شکل همزمان و موازي، توسط دانشمندان تحت توسعه و اصلاح قرار گرفته‌اند. حافظه‌ي رايانه از اجزاي مغناطيسي، ساخته شده است در حاليکه واسطه رد و بدل شونده در محاسبات، سيگنال‌هاي الکتريکي هستند.
کشف اخيري که توسط يوناس هاپتمن، جنز پاسک و پول اريک ليندلوف از دانشگاه کپنهاگ صورت گرفته است، گامي به سمت ساختِ ابزاري جديد براي ذخيره اطلاعات است که در آن، الکتريسيته و مغناطيس در قالب شکل جديدي از ترانزيستور، با يکديگر ادغام مي‌شوند.
هاپتمن که دانشجوي دکتراي پروفسور ليندلوف است، در اين باره مي‌گويد: «ما اولين کساني هستيم که توانستيم بر روي کوچکترين آهنرباهاي طبيعت، يعني اسپين‌ها، کنترلِ الکتريکي مستقيم داشته باشيم. ما در آزمايشات خود، از نانولوله‌هاي کربني به عنوان ترانزيستور استفاده کرديم و آنها را در بين الکترودهاي مغناطيسي قرار داده و نشان داديم که مي‌توان جهت اسپينِ يک الکترون منفردِ موجود در نانولوله را به صورت مستقيم و با استفاده از يک پتانسيل الکتريکي کنترل کرد. چنين الکتروني را مي‌توان يک اتم مجازي ناميد»
امکان کنترل الکتريکي مستقيم بر روي اسپينِ يک الکترون منفرد، از چندين سال قبل به صورت نظري تاييد شده است، اما صرفنظر از چند تلاش پراکنده‌ي جهاني، اين آزمايش نخستين تلاشي است که عملاً اين پديده را به تصوير کشيده است و به همين دليل، توجه زيادي به سمت آن جلب شده است.
پروفسور پاسک که تحليل داده‌هاي اين تحقيق بر عهده‌ي وي بوده است، مي‌گويد: «ما بر روي شکل جديدي از ترانزيستورها تحقيق مي‌کنيم که در آن، يک نانولوله کربني يا يک مولکول آلي منفرد، جايگزين ترانزيستور نيمه‌رساناي معمولي مي‌شود. کشف ما نشان مي‌دهد که اين شکل از ترانزيستورها مي‌توانند به عنوان يک حافظه مغناطيسي عمل کنند»
جزييات اين تحقيق در نشريه Nature Physics به چاپ رسيده است.
[External Link Removed for Guests]
-
- پست: 2371
- تاریخ عضویت: شنبه ۲۴ فروردین ۱۳۸۷, ۱۱:۰۳ ب.ظ
- سپاس‌های ارسالی: 6261 بار
- سپاس‌های دریافتی: 11083 بار
ترانزيستورِ فناوري نانو توسط محققان
به تازگي محققان ترانزيستور جديدي ساخته‌اند که بازده آن نسبت به ترانزيستورهاي کنوني، ۵۰ برابر بيشتر است. ترانزيستور مذکور، نخستين ترانزيستوري است که با استفاده از فناوري نانو ساخته شده است و به ساخت و راه‌اندازي ارتباطاتِ بي‌سيمِ خانگي کمک خواهد کرد.
لارز-اريک ورنرسان، پروفسور فيزيک حالت جامد در دانشگاه لاندِ (Lund University) سوئد، در اين ارتباط گفت: «اين ترانزيستور مي‌تواند مصرف انرژي در گوشي‌هاي تلفنِ همراه و رايانه‌ها را کاهش دهد. همچنين، اين ابزار مي‌تواند به مخابره‌ي اطلاعات در بسامدهايي که براي فناوري‌هاي کنوني بسيار بالا هستند کمک کند.»
پيش از اين، محققان معتقد بودند که نمي‌توان بدون ايجاد گرماي اضافي و نامطلوبِ ناشي از حرکت الکترون‌ها، ترانزيستورها را از اندازه‌ي کنوني کوچکتر کرد. ورنرسان در اين باره گفت: «مدل ما از آرسنيدِ اينديوم ساخته شده است و در اين محيط، الکترون‌ها بسيار آسانتر از محيط سيليکوني ترانزيستورهاي معمولي حرکت مي‌کنند. البته بدون بهره‌گيري از فناوري نانو، ساخت چنين ترانزيستورهايي دشوار است.» وي در مورد نحوه‌ي بکارگيري از فناوري نانو گفت که اين ترانزيستورها به جاي «حکاکي»، به صورت خود تشکيل‌شونده (self-organized) و بر اساس يک اصل پايين-بالا ساخته مي‌شوند.
ورنرسان و همکارانش اميدوارند که بتوانند به اين شکل، ترانزيستورهايي با بسامد کاري ۶۰GHz توليد کنند (بسامد کاري لوازم الکتريکي کنوني ۳ تا ۱۰ گيگاهرتز است). وي در اين ارتباط گفت: «با اين بسامد مي‌توان به ايجاد ارتباطات بي‌سيم در منزل، مثلاً دانلود فيلم يا برقراري ارتباط بين تلويزيون و پروژکتور اميدوار شد. ما مطمئن هستيم که اين لوازم در آينده، هرچه بيشتر يکپارچه خواهند شد.»
اخيراً ورنرسان اعلام کرده است که 24.5 ميليون SEK از بنياد تحقيقاتِ راهبردي سوئد دريافت کرده است تا مدارهاي بي‌سيم جديدي را با استفاده از فناوري نانو، طراحي و توليد کند. ترانزيستورِ جديدِ اين گروه، يکي از ضروريات مدارهاي مذکور مي‌باشد. محققان مزبور براي ساخت اين ترانزيستور با شرکتِ QuNano همکاري کرده‌اند.
نتايج اين بررسي در شماره اخير نشريه Electron Device Letters به چاپ رسيده است.
[External Link Removed for Guests]
به تازگي محققان ترانزيستور جديدي ساخته‌اند که بازده آن نسبت به ترانزيستورهاي کنوني، ۵۰ برابر بيشتر است. ترانزيستور مذکور، نخستين ترانزيستوري است که با استفاده از فناوري نانو ساخته شده است و به ساخت و راه‌اندازي ارتباطاتِ بي‌سيمِ خانگي کمک خواهد کرد.
لارز-اريک ورنرسان، پروفسور فيزيک حالت جامد در دانشگاه لاندِ (Lund University) سوئد، در اين ارتباط گفت: «اين ترانزيستور مي‌تواند مصرف انرژي در گوشي‌هاي تلفنِ همراه و رايانه‌ها را کاهش دهد. همچنين، اين ابزار مي‌تواند به مخابره‌ي اطلاعات در بسامدهايي که براي فناوري‌هاي کنوني بسيار بالا هستند کمک کند.»
پيش از اين، محققان معتقد بودند که نمي‌توان بدون ايجاد گرماي اضافي و نامطلوبِ ناشي از حرکت الکترون‌ها، ترانزيستورها را از اندازه‌ي کنوني کوچکتر کرد. ورنرسان در اين باره گفت: «مدل ما از آرسنيدِ اينديوم ساخته شده است و در اين محيط، الکترون‌ها بسيار آسانتر از محيط سيليکوني ترانزيستورهاي معمولي حرکت مي‌کنند. البته بدون بهره‌گيري از فناوري نانو، ساخت چنين ترانزيستورهايي دشوار است.» وي در مورد نحوه‌ي بکارگيري از فناوري نانو گفت که اين ترانزيستورها به جاي «حکاکي»، به صورت خود تشکيل‌شونده (self-organized) و بر اساس يک اصل پايين-بالا ساخته مي‌شوند.
ورنرسان و همکارانش اميدوارند که بتوانند به اين شکل، ترانزيستورهايي با بسامد کاري ۶۰GHz توليد کنند (بسامد کاري لوازم الکتريکي کنوني ۳ تا ۱۰ گيگاهرتز است). وي در اين ارتباط گفت: «با اين بسامد مي‌توان به ايجاد ارتباطات بي‌سيم در منزل، مثلاً دانلود فيلم يا برقراري ارتباط بين تلويزيون و پروژکتور اميدوار شد. ما مطمئن هستيم که اين لوازم در آينده، هرچه بيشتر يکپارچه خواهند شد.»
اخيراً ورنرسان اعلام کرده است که 24.5 ميليون SEK از بنياد تحقيقاتِ راهبردي سوئد دريافت کرده است تا مدارهاي بي‌سيم جديدي را با استفاده از فناوري نانو، طراحي و توليد کند. ترانزيستورِ جديدِ اين گروه، يکي از ضروريات مدارهاي مذکور مي‌باشد. محققان مزبور براي ساخت اين ترانزيستور با شرکتِ QuNano همکاري کرده‌اند.
نتايج اين بررسي در شماره اخير نشريه Electron Device Letters به چاپ رسيده است.
[External Link Removed for Guests]
-
- پست: 2371
- تاریخ عضویت: شنبه ۲۴ فروردین ۱۳۸۷, ۱۱:۰۳ ب.ظ
- سپاس‌های ارسالی: 6261 بار
- سپاس‌های دریافتی: 11083 بار
ابزاري جديد براي ارزيابي روند ترميم زخم به کمک فناوري
ابزاري که به منظور بررسي نحوه حرکت سلولها ساخته شده است مي‌تواند در شناخت نحوه مهاجرت سلولها به دانشمندان کمک کند و از اين ابزار مي‌توان در مواردي همچون ترميم زخم‌ها تا مواردي همچون پيشرفت سرطان‌ها استفاده کرد. محققان چيني سازنده اين ابزار معتقدند از آن براي غربالگري دارويي با کارايي بالا مي‌توان استفاده کرد. آنها اين ابزار با ساختار آزمايشگاه بر روي تراشه را به‌گونه اي ساختند که زخم ايجاد کرده و نحوه حرکت سلولها به سمت زخم جهت ترميم آن را کنترل مي کند.
روش‌هاي ارزيابي زخم ويلست، مهمترين روش ارزيابي نسبت مهاجرت سلولي است و معمولا هم مبتني بر روش‌هاي طيف سنجي نوري هستند. لذا کمي نبوده و عدم تکرارپذيري از مشکلات آن است.
به عقيده محققان اين ابزار مشکلات مطرح شده را ندارد و در عين حال تقريبا تمام خودکار است. درون دستگاه تک لايه خود سامان يافته که از يک تيول آلي ساخته شده است، تشکيل الکترود طلا داده و با لايه اي از سلولها احاطه مي‌شود. پالس الکتريکي به سمت الکترود هدايت شده و باعث آزاد سازي تيول مي‌گردد. با مهاجرت سلولها به اين فضاي خالي سرعت مهاجرت آنها از روي نحوه تاثير رشد سلولي بر جريان الکترود اندازه‌گيري مي‌شود.
تيم چيني ابزار خود را با اندازه گيري سرعت مهاجرت چهار نوع مختلف سلولي آزمايش کردند. در مطالعات بعد با استفاده از داروي کلشي سين ، آنها دريافتند که اين ابزار قادر است تغييرات ايجاد شده در مهاجرت سلولي بوسيله داروها را شناسايي کند. اين به اين معني است که از اين ابزار براي اکتشافات دارويي نيز مي‌توان استفاده کرد
نتايج اين مطالعه در مجله Lab on a Chip منتشر شده است.
[External Link Removed for Guests]
ابزاري که به منظور بررسي نحوه حرکت سلولها ساخته شده است مي‌تواند در شناخت نحوه مهاجرت سلولها به دانشمندان کمک کند و از اين ابزار مي‌توان در مواردي همچون ترميم زخم‌ها تا مواردي همچون پيشرفت سرطان‌ها استفاده کرد. محققان چيني سازنده اين ابزار معتقدند از آن براي غربالگري دارويي با کارايي بالا مي‌توان استفاده کرد. آنها اين ابزار با ساختار آزمايشگاه بر روي تراشه را به‌گونه اي ساختند که زخم ايجاد کرده و نحوه حرکت سلولها به سمت زخم جهت ترميم آن را کنترل مي کند.
روش‌هاي ارزيابي زخم ويلست، مهمترين روش ارزيابي نسبت مهاجرت سلولي است و معمولا هم مبتني بر روش‌هاي طيف سنجي نوري هستند. لذا کمي نبوده و عدم تکرارپذيري از مشکلات آن است.
به عقيده محققان اين ابزار مشکلات مطرح شده را ندارد و در عين حال تقريبا تمام خودکار است. درون دستگاه تک لايه خود سامان يافته که از يک تيول آلي ساخته شده است، تشکيل الکترود طلا داده و با لايه اي از سلولها احاطه مي‌شود. پالس الکتريکي به سمت الکترود هدايت شده و باعث آزاد سازي تيول مي‌گردد. با مهاجرت سلولها به اين فضاي خالي سرعت مهاجرت آنها از روي نحوه تاثير رشد سلولي بر جريان الکترود اندازه‌گيري مي‌شود.
تيم چيني ابزار خود را با اندازه گيري سرعت مهاجرت چهار نوع مختلف سلولي آزمايش کردند. در مطالعات بعد با استفاده از داروي کلشي سين ، آنها دريافتند که اين ابزار قادر است تغييرات ايجاد شده در مهاجرت سلولي بوسيله داروها را شناسايي کند. اين به اين معني است که از اين ابزار براي اکتشافات دارويي نيز مي‌توان استفاده کرد
نتايج اين مطالعه در مجله Lab on a Chip منتشر شده است.
[External Link Removed for Guests]
-
- پست: 2371
- تاریخ عضویت: شنبه ۲۴ فروردین ۱۳۸۷, ۱۱:۰۳ ب.ظ
- سپاس‌های ارسالی: 6261 بار
- سپاس‌های دریافتی: 11083 بار
ساخت ابزار دوتايي حافظه/ترانزيستور با استفاده از نانوذرات طلا
محققان فرانسوي يک حافظه و ترانزيستور «دو در يک» از نانوذرات طلا روي پنتاسن ساختند. اين حافظه-ترانزيستور داراي ولتاژ تغيير آستانه برگ به ميزان 22 ولت و نسبت جريان روشن/خاموش 104*3 مي‌باشد. اين مقادير با ابزارهاي حافظه آلي دو ترمينالي قابل مقايسه هستند.
قطعات آلي در حال حاضر در کاربردهايي همچون قطعات الکترونيکي ارزان، بزرگ و انعطاف‌پذيرمورد استفاده قرار مي‌گيرند. با وجودي که مطالعات زيادي روي ترانزيستورها و ديودهاي نورافشان آلي اثر ميدان صورت گرفته است، اما حافظه هاي آلي (که براي ذخيره اطلاعات الکترونيکي در اين ابزارها ضروري هستند) کمتر شناخته شده هستند.
محققان قبلاً با استفاده از نانوذرات فلزي وارد شده در مواد الي، ابزارهايي براي ذخيره اطلاعات ساخته‌اند. اين ابزارها از يک ساختار عمودي تشکيل مي‌شود که در آن لايه فعال (يک نيمه‌هادي آلي حاوي نانوذرات فلزي) بين دو الکترود فلزي قرار مي‌گيرد. با اين حال در اين ابزارها مشکل اصلي اين است که سوئيچ زدن از طريق تشکيل و شکستن نانوذرات فلزي، و نه از طريق شارژ شدن و تخليه آنها صورت مي‌گيرد.
دومنيک وويلام و همکارانش در دانشگاه ليل با همکاري تيمي از محققان در CEA با ساختن يک ترانزيستور سه ترمينالي بر اين مشکل فائق آمده‌اند؛ در اين ترانزيستور نانوذرات فلزي به عنوان نقاط کوانتومي عمل کرده و توسط يک الکترود (گيت) سوم کنترل مي‌شوند. اين ابزار جديد بهتر از ابزارهاي قبلي عمل مي‌کند، زيرا الکترود سوم مي‌تواند حالت الکتريکي ابزار را تعيين کند.
راهکار تيم وويلام تثبيت نانوذرات در کانال منبع-خروجي ابزار با استفاده از شيمي سطح معمولي بود. آنها سپس از تک‌لايه‌هاي آلي خودآرا براي عامل‌دار کردن الکترودهاي منبع و خروجي و سطح گيت دي‌الکتريک استفاده کردند. سپس با استفاده از تصعيد در خلأ، سطح نانوذرات را با پنتاسن (که يک نيمه‌رساناي آلي شناخته شده است) پوشاندند.
وويلام مي‌گويد: «براي ذخيره و پاک کردن بارهاي الکترونيکي روي نانوذرات، از يک پالس ولتاژ روي الکترود گيت فرمان استفاده کرده و سپس رفتار ابزار را با اندازه‌گيري ويژگي‌هاي معمول آن ذخيره کرديم. وقتي بارهاي الکتروستاتيکي در نانوذرات ذخيره شدند، جريان ترانزيستور تغيير يافت».
اين تيم در حال برنامه‌ريزي براي افزايش زمان نگهداري 4500 ثانيه‌اي در اين ابزار مي‌باشد، زيرا اين زمان کوتاه تر از زمان مشابه براي حافظه الي دو ترمينالي عمودي است. اين محققان همچنين اميدوارند با طرحي دقيق‌تر سطح تماس نانوذرات با مواد آلي، عملکرد اين ابزار را بهبود بخشند.
نتايج اين تحقيق در Applied Physics Letters منتشر شده است.
[External Link Removed for Guests]
محققان فرانسوي يک حافظه و ترانزيستور «دو در يک» از نانوذرات طلا روي پنتاسن ساختند. اين حافظه-ترانزيستور داراي ولتاژ تغيير آستانه برگ به ميزان 22 ولت و نسبت جريان روشن/خاموش 104*3 مي‌باشد. اين مقادير با ابزارهاي حافظه آلي دو ترمينالي قابل مقايسه هستند.
قطعات آلي در حال حاضر در کاربردهايي همچون قطعات الکترونيکي ارزان، بزرگ و انعطاف‌پذيرمورد استفاده قرار مي‌گيرند. با وجودي که مطالعات زيادي روي ترانزيستورها و ديودهاي نورافشان آلي اثر ميدان صورت گرفته است، اما حافظه هاي آلي (که براي ذخيره اطلاعات الکترونيکي در اين ابزارها ضروري هستند) کمتر شناخته شده هستند.
محققان قبلاً با استفاده از نانوذرات فلزي وارد شده در مواد الي، ابزارهايي براي ذخيره اطلاعات ساخته‌اند. اين ابزارها از يک ساختار عمودي تشکيل مي‌شود که در آن لايه فعال (يک نيمه‌هادي آلي حاوي نانوذرات فلزي) بين دو الکترود فلزي قرار مي‌گيرد. با اين حال در اين ابزارها مشکل اصلي اين است که سوئيچ زدن از طريق تشکيل و شکستن نانوذرات فلزي، و نه از طريق شارژ شدن و تخليه آنها صورت مي‌گيرد.
دومنيک وويلام و همکارانش در دانشگاه ليل با همکاري تيمي از محققان در CEA با ساختن يک ترانزيستور سه ترمينالي بر اين مشکل فائق آمده‌اند؛ در اين ترانزيستور نانوذرات فلزي به عنوان نقاط کوانتومي عمل کرده و توسط يک الکترود (گيت) سوم کنترل مي‌شوند. اين ابزار جديد بهتر از ابزارهاي قبلي عمل مي‌کند، زيرا الکترود سوم مي‌تواند حالت الکتريکي ابزار را تعيين کند.
راهکار تيم وويلام تثبيت نانوذرات در کانال منبع-خروجي ابزار با استفاده از شيمي سطح معمولي بود. آنها سپس از تک‌لايه‌هاي آلي خودآرا براي عامل‌دار کردن الکترودهاي منبع و خروجي و سطح گيت دي‌الکتريک استفاده کردند. سپس با استفاده از تصعيد در خلأ، سطح نانوذرات را با پنتاسن (که يک نيمه‌رساناي آلي شناخته شده است) پوشاندند.
وويلام مي‌گويد: «براي ذخيره و پاک کردن بارهاي الکترونيکي روي نانوذرات، از يک پالس ولتاژ روي الکترود گيت فرمان استفاده کرده و سپس رفتار ابزار را با اندازه‌گيري ويژگي‌هاي معمول آن ذخيره کرديم. وقتي بارهاي الکتروستاتيکي در نانوذرات ذخيره شدند، جريان ترانزيستور تغيير يافت».
اين تيم در حال برنامه‌ريزي براي افزايش زمان نگهداري 4500 ثانيه‌اي در اين ابزار مي‌باشد، زيرا اين زمان کوتاه تر از زمان مشابه براي حافظه الي دو ترمينالي عمودي است. اين محققان همچنين اميدوارند با طرحي دقيق‌تر سطح تماس نانوذرات با مواد آلي، عملکرد اين ابزار را بهبود بخشند.
نتايج اين تحقيق در Applied Physics Letters منتشر شده است.
[External Link Removed for Guests]
-
- پست: 1575
- تاریخ عضویت: شنبه ۱۱ شهریور ۱۳۸۵, ۱:۲۴ ب.ظ
- سپاس‌های ارسالی: 2 بار
- سپاس‌های دریافتی: 238 بار
- تماس:
سیم های نانومقیاس
موضوع: نانو مواد و نانو ساختارها
نانوسیم چیست؟
شاید هنوز ساخت تراشه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کامپیوتری که برای ایجاد سرعت محاسباتی بالا به جای جریان الکتریسیته از نور استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند، تشخیص انواع سرطان و سایر بیماریهای پیچیده فقط با گرفتن یک قطره خون، بهبود و اصلاح کارت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هوشمند و نمایشگرهای LCD ؛ تنها یک رویا برایمان باشد و این مسائل را غیر واقعی جلوه دهد اما محققین آینده قادر خواهند بود تمام این رویاها را به حقیقت تبدیل کنند و دنیایی جدید از ارتباطات و تکنولوژی را بواسطه معجزه نانوسیمها به ارمغان آورند.
تا کنون با نانوساختارهای مختلفی از جمله نانولوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کربنی، نانوذرات و نانوکامپوزیت آشنا شده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اید؛ یکی دیگر از نانوساختارهایی که امروزه مطالعات و تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است نانوسیمها است.
عموماً سیم به ساختاری گفته میشود که در یک جهت (جهت طولی) گسترش داده شده باشد و در دو جهت دیگر بسیار محدود شده باشد. یک خصوصیت اساسی از این ساختارها که دارای دو خروجی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند رسانایی الکتریکی میباشد. با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو انتهای این ساختارها و در امتداد طولی شان انتقال بار الکتریکی اتفاق می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌افتد.
ساخت سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی در ابعاد نانومتری هم از جهت تکنولوژیکی و هم از جهت علمی بسیار مورد علاقه میباشد، زیرا در ابعاد نانومتری خواص غیر معمولی از خود بروز می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهند. نسبت طول به قطر نانوسیمها بسیار بالا میباشد. ( L>>D )
مثال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی از کاربرد نانوسیمها عبارتند از: وسایل مغناطیسی، سنسورهای شیمیایی و بیولوژیکی، نشانگرهای بیولوژیکی و اتصالات داخلی در نانوالکترونیک مانند اتصال دو قطعه ابر رسانای آلومینیومی که توسط نانوسیم نقره صورت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیرد.
انواع نانوسیمها:
1. نانوسیمهای فلزی: این نانوساختارها به دلیل خواص ویژهای که دارند نویدبخش کارایی زیادی در قطعات الکترونیکی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند.
توسعه الکترونیک و قدرت یافتن در این زمینه بستگی به پیشرفت مداوم در کوچک کردن اجزاء الکترونیکی است. با این حال قوانین مکانیک کوانتومی، محدودیت تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ساخت و افزایش هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تولید ما را در کوچکتر کردن تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مرسوم و متداول محدود خواهد کرد. تحقیق فراوان در مورد تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های جایگزین علاقه فراوانی را متمرکز مواد در مقیاس نانو در سال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اخیر کرده است. نانوسیمهای فلزی بخاطر خصوصیات منحصر به فردشان که منجر به کاربرد گوناگون آنها میشود، یکی از جذاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین مواد می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند.
نانوسیمها میتوانند در رایانه و سایر دستگاههای محاسبه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر کاربرد داشته باشند. برای دستیابی به قطعات الکترونیکی نانومقیاس پیچیده، به سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نانومقیاس نیاز داریم. علاوه بر این، خود نانوسیمها هم میتوانند مبنای اجزای الکترونیکی همچون حافظه باشند.
2. نانوسیمهای آلی: این نوع از نانوسیمها، همانطور که از نامشان پیداست، از ترکیبات آلی بهدست می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آیند.
علاوه بر مواد فلزی و نیمه رسانا، ساخت نانوسیمها از مواد آلی هم امکان‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر است. به تازگی، ماده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای بنام «الیگوفنیلین وینیلین» برای این منظور در نظر گرفته شده است.
ویژگی این سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها (نظیر رسانایی و مقاومت و هدایت گرمایی) به ساختار مونومر و طرز آرایش آن بستگی دارد.
3. نانوسیمهای هادی و نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی: ساختار شیمیایی این ترکیبات باعث بوجود آمدن خواص جالب توجهی میشود.
آینده نانوتکنولوژی به توانایی محققین در دستیابی به فنون ساماندهی اجزای مولکولی و دستیابی به ساختارهای نانومتری بستگی دارد. محققین اکنون توانستهاند با تقلید از طبیعت به ساماندهی پروتئین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های حاصل از خمیر مایه برای تولید نانوسیمهای هادی دست یابند. ساماندهی اجزای زنده در طبیعت، بهترین و قدیمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین نمونه ساخت «پائین به بالا» است و لذا میتوان از آن برای فهم و نیز یافتن روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هائی برای ساخت ادوات الکترونیکی و میکرومتری استفاده کرد. تا کنون از فنون ساخت «بالا به پائین» استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شد که این فنون در مقیاس نانومتری اغلب پر زحمت و هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بر است و تجاری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی نانوتکنولوژی به روشهای آسان و مقرون به صرفه نیاز دارد که بهترین الگوی آن هم طبیعت پیرامون ماست؛ فقط کافی است کمی چشمانمان را باز کنیم و با دقت بیشتری اطرافمان را بنگریم.
4. نانوسیمهای سیلیکونی: این نوع از نانوسیمها سمی نیست و به سلولها آسیبی نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌رسانند.
این نوع از نانوسیمها بیشترین کاربرد خود را در عرصه پزشکی مانند تشخیص نشانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سرطان، رشد سلولهای بنیادی و ... نشان داده است که در ادامه به آن می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پردازیم.
روشهای ساخت نانوسیمها:
1. تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های لیتوگرافی
• لیتوگرافی نوری: در این روش از تغییرات شیمیایی در یک ماده سخت شونده در اثر نور استفاده میشود. از یک سری ماسک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نوری برای تعریف مناطق فعال شونده در اثر نور استفاده میشود. یکی از محدودیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های این تکنیک محدوده پراش موج نوری است. طول موج نوری که در حاضر در صنایع استفاده میشود در حدود nm 248میباشد ولی با طراحی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های دقیق مالک و به کارگیری بسیار دقیق پلیمرهای سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شونده میتوان به ابعاد کمتر nm 100 هم رسید.
• لیتوگرافی با اشعه الکترونی: در این روش عمدتا از یک پلیمر سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شونده و قرار دادن آن بر یک پایه استفاده میشود. آنگاه یک اشعه الکترونی با انرژی بالا بر روی سطح تابیده میشود با تابش اشعه الکترونی طرح مورد نظر شکل داده میشود. پس از یونیزه شدن ماده و حل شدن پلیمر توسط حلال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های شیمیایی طرح مورد نظر برای ساخت نانو سیم حاصل میشود.
• لیتوگرافی با پراب روش: لیتوگرافی با استفاده از پراب روشیپ برای ساخت نانوسیمهای زیر nm100 بکار میروند. پراب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های الکترونی مانند میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) و یا میکروسکوپ روش تونلی (STM) از انتخاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های این روش برای ساخت نانوسیمها میباشد.
از مزایای روشهای لیتوگرافی انعطاف این روشها در الگوسازی برای نانوسیمها میباشد. بعبارت دیگر با این روشها میتوان به نانوسیمها هر شکل قابل ترسیم را داد.
2. رسوب الکتروشیمیایی در حفرات: روشهای الکتروشیمیایی بطور گسترده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای برای ساخت نانوسیمها استفاده میشود. یک الگوی مناسب باید حفراتی یکنواخت و بلند داشته باشد، قطر حفرات در این نوع الگو از چند نانومتر تا nm 20 میتواند داشته باشد.
فناوری نانو ، نوید کنترل خواص جدیدی از مواد را می دهد که زائیده ابعاد نانو مقیاس ذرات است ، همین خواص باعث شد شرکتهای خصوصی ، دولتها و سرمایه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گذاریهای خطرپذیر جهان در سال 2005 حدود 15میلیارد دلار در این فناوری سرمایه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گذاری کنند، همچنین براساس پیش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بینی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های صورت گرفته بازار کالاهای تولیدی مبتنی بر این فناوری در سال 2015 به رقم 6.2 میلیارد دلار میرسد. تولید این محصولات نیازمند نانومواد ،اندازه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیری و فناوریهای ساخت است. صنعت الکترونیک در تجاری سازی فناوری نانو پیشگام است. نانوالکترونیک شامل نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کمتر از nm 90 ،اشکال جدیدی از حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های دارای نیمه هادی ، حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اطلاعاتی نانوالکترومکانیکی، نمایشگرهای آلی ، نمایشگرهای نشر میدانی،نانو لوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کربنی، حسگرهای مختلف و پاره‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای از ادواتی که اکنون در حال ساخت برای به کارگیری در ابزارآلات الکترونیکی میشود. طبق برآورد بازار تجهیزات نانوالکترونیک در سال 2005 نزدیک 60 میلیارد دلار بوده و به نظر می رسد تا سال 2010 به 250میلیارد دلار برسد. بازار نانومواد ونانوابزار مورد استفاده در تولید این تجهیزات 108میلیارد دلار بوده که از این رقم 10درصد آن مربوط به نانومواد ،ابزارها، تجهیزاتی مانند لیتوگرافی ماورابنفش دور، لیتوگرافی چاپ نانو ،کاتالیستها و نانوسیمها است.
کاربردهای نانوسیم:
کاربرد نانوسیم در تشخیص بیماریها: از نانوسیم هایی که از مواد مورداستفاده در تراشه رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های امروزی مثل سیلیکون و نیترید گالیون ساخته شده است میتوان برای تشخیص بیماریها استفاده کرد . شاید بپرسید ابزار رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها چه ارتباطی به تشخیص بیماری و بدن انسان دارد ، بدن انسان نیز همانند یک رایانه باید حسگرهایی داشته باشد که بتواند در صورت بروز مشکل و خطا و یا وجود مواد سمی به ابزارهای هشداردهنده خارجی اخطار دهد و درصدد رفع آن برآید همانند یک رایانه که اگر مسیری اشتباه را در آن اجرا کنید و یا ویروسی در آن پیدا شود پیغام (ERROR) میدهد اما این کار چگونه امکان پذیر است؟!
دانشمندان موفق شدند نانوسیمهای انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر و طویلی را تولید کنند که طولهای متغیر این نانوسیمها بین 1 تا nm100 و یا حتی در میلیمتر میباشد و از لحاظ مقایسه حدود هزار مرتبه باریکتر از موی انسان است. بلندی ، انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیری و استحکام این نانوسیمها خصوصیات ویژهای را به آن می بخشد . به عنوان مثال نازک بودن وطویل بودن باعث افزایش سطح آن میشود . لذا از این ساختارها می توان در طراحی حسگرهای بسیار سریع و حساس استفاده کرد. این نانوسیم ها توانایی تولید اشعه ماورای بنفش نامرئی را دارد ، نور از یک انتها وارد نانوسیم شده و از انتهای دیگر شروع به تابیدن میکند. نانوسیمها بدون هیچ اتلافی این نور را به طور موثری عبور میدهد. و در مسیر خود اگر به یک عامل بیماری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌زا یا ماده سمی برخورد کند نانوسیم شروع به تابیدن میکند و سیستم هشدار دهنده بسیار سریعی را ایجاد میکند و این میتواند بیماری را زودتر وسریعتر از هر آزمایشی تشخیص دهد.
استفاده از نانوسیمها در رگهای خونی برای تحریک اعصاب مغزی: همیشه انتقال فرستنده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کوچک به درون رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها و هدایت آنها بطرف محل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های موردنظر را در فیلم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تخیلی دیده بودیم اما هیچ باور نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کردیم که روزی این را در واقعیت ببینیم.!
محققین توانستهاند نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی از جنس پلاتین که ضخامت آن 100 برابر نازکتر و ظریفتر از موی انسان است را ابداع کنند. آنها این نانوسیمها را به داخل رگهای خونی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌فرستند و توسط دوربین کوچکی آنها را بطرف اعصاب مغزی هدایت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. این روش برای کمک به یافتن علل مختلف و پیدایش بیماریهای عصبی از جمله پارکینسون بسیار مفید است. در گذشته برای یافتن علل مختلف پیدایش بیماریهای قلبی و عصبی، بدن را در هر نقطه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شکافتند تا علت بیماری را بیابند، اما امروزه با گسترش فن‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آوری نانوتکنولوژی هر وسیله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای را میتوان بصورت ظریف، نازک و حساس، اختراع و ابداع کرد و حتی آن را به درون ظریف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین رگ نیز فرستاد.
تنها مشکلی که محققان را کمی دچار سردرگمی کرده است تعدد رگهای خونی و سیستم گردش خون و عصب های فراوان در محدوده مغز است که فرستادن این نانوسیمها را کمی دشوار کرده است اما محققین درصدد یافتن راهی برای حل آن وساختن نانوسیمهای دقیق‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تر هستند.
استفاده از نانوسیمهای سیلیکونی برای هدفمند کردن رشد سلولهای بنیادین : تولید و رشد بافتها و سلولهای مورد نیاز برای بیماران نیازمند اهدافی است که دانشمندان در عرصه پزشکی همواره به دنبال آن هستند، از جمله ابزاری که میتواند این هدف را تحقق بخشد نانوسیم های سیلیکونی است. نانوسیم ها همچون تختی از میخها هستند که به صف شدهاند و قابلیت تغییر شکل و رشد را دارند ، برای این منظور از طیفی وسیعی از تحریکات مکانیکی و شیمیایی بعنوان فاکتور رشد استفاده می کنند اما به تازگی توانستهاند از محرکهای الکتریسیته نیز استفاده کنند و امیدوارند که استفاده از پالسهای الکتریکی در سلولها با استفاده از آرایه رسانای نانوسیمها در آینده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای نزدیک بعنوان شیوه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای ارزشمند برای تحت تاثیر قرار دادن سلولهای بنیادین بکار روند.
منبع:باشگاه نانو
موضوع: نانو مواد و نانو ساختارها
نانوسیم چیست؟
شاید هنوز ساخت تراشه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کامپیوتری که برای ایجاد سرعت محاسباتی بالا به جای جریان الکتریسیته از نور استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند، تشخیص انواع سرطان و سایر بیماریهای پیچیده فقط با گرفتن یک قطره خون، بهبود و اصلاح کارت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هوشمند و نمایشگرهای LCD ؛ تنها یک رویا برایمان باشد و این مسائل را غیر واقعی جلوه دهد اما محققین آینده قادر خواهند بود تمام این رویاها را به حقیقت تبدیل کنند و دنیایی جدید از ارتباطات و تکنولوژی را بواسطه معجزه نانوسیمها به ارمغان آورند.
تا کنون با نانوساختارهای مختلفی از جمله نانولوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کربنی، نانوذرات و نانوکامپوزیت آشنا شده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اید؛ یکی دیگر از نانوساختارهایی که امروزه مطالعات و تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است نانوسیمها است.
عموماً سیم به ساختاری گفته میشود که در یک جهت (جهت طولی) گسترش داده شده باشد و در دو جهت دیگر بسیار محدود شده باشد. یک خصوصیت اساسی از این ساختارها که دارای دو خروجی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند رسانایی الکتریکی میباشد. با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو انتهای این ساختارها و در امتداد طولی شان انتقال بار الکتریکی اتفاق می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌افتد.
ساخت سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی در ابعاد نانومتری هم از جهت تکنولوژیکی و هم از جهت علمی بسیار مورد علاقه میباشد، زیرا در ابعاد نانومتری خواص غیر معمولی از خود بروز می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهند. نسبت طول به قطر نانوسیمها بسیار بالا میباشد. ( L>>D )
مثال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی از کاربرد نانوسیمها عبارتند از: وسایل مغناطیسی، سنسورهای شیمیایی و بیولوژیکی، نشانگرهای بیولوژیکی و اتصالات داخلی در نانوالکترونیک مانند اتصال دو قطعه ابر رسانای آلومینیومی که توسط نانوسیم نقره صورت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیرد.
انواع نانوسیمها:
1. نانوسیمهای فلزی: این نانوساختارها به دلیل خواص ویژهای که دارند نویدبخش کارایی زیادی در قطعات الکترونیکی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند.
توسعه الکترونیک و قدرت یافتن در این زمینه بستگی به پیشرفت مداوم در کوچک کردن اجزاء الکترونیکی است. با این حال قوانین مکانیک کوانتومی، محدودیت تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ساخت و افزایش هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تولید ما را در کوچکتر کردن تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مرسوم و متداول محدود خواهد کرد. تحقیق فراوان در مورد تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های جایگزین علاقه فراوانی را متمرکز مواد در مقیاس نانو در سال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اخیر کرده است. نانوسیمهای فلزی بخاطر خصوصیات منحصر به فردشان که منجر به کاربرد گوناگون آنها میشود، یکی از جذاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین مواد می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند.
نانوسیمها میتوانند در رایانه و سایر دستگاههای محاسبه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر کاربرد داشته باشند. برای دستیابی به قطعات الکترونیکی نانومقیاس پیچیده، به سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نانومقیاس نیاز داریم. علاوه بر این، خود نانوسیمها هم میتوانند مبنای اجزای الکترونیکی همچون حافظه باشند.
2. نانوسیمهای آلی: این نوع از نانوسیمها، همانطور که از نامشان پیداست، از ترکیبات آلی بهدست می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آیند.
علاوه بر مواد فلزی و نیمه رسانا، ساخت نانوسیمها از مواد آلی هم امکان‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر است. به تازگی، ماده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای بنام «الیگوفنیلین وینیلین» برای این منظور در نظر گرفته شده است.
ویژگی این سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها (نظیر رسانایی و مقاومت و هدایت گرمایی) به ساختار مونومر و طرز آرایش آن بستگی دارد.
3. نانوسیمهای هادی و نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی: ساختار شیمیایی این ترکیبات باعث بوجود آمدن خواص جالب توجهی میشود.
آینده نانوتکنولوژی به توانایی محققین در دستیابی به فنون ساماندهی اجزای مولکولی و دستیابی به ساختارهای نانومتری بستگی دارد. محققین اکنون توانستهاند با تقلید از طبیعت به ساماندهی پروتئین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های حاصل از خمیر مایه برای تولید نانوسیمهای هادی دست یابند. ساماندهی اجزای زنده در طبیعت، بهترین و قدیمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین نمونه ساخت «پائین به بالا» است و لذا میتوان از آن برای فهم و نیز یافتن روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هائی برای ساخت ادوات الکترونیکی و میکرومتری استفاده کرد. تا کنون از فنون ساخت «بالا به پائین» استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شد که این فنون در مقیاس نانومتری اغلب پر زحمت و هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بر است و تجاری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی نانوتکنولوژی به روشهای آسان و مقرون به صرفه نیاز دارد که بهترین الگوی آن هم طبیعت پیرامون ماست؛ فقط کافی است کمی چشمانمان را باز کنیم و با دقت بیشتری اطرافمان را بنگریم.
4. نانوسیمهای سیلیکونی: این نوع از نانوسیمها سمی نیست و به سلولها آسیبی نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌رسانند.
این نوع از نانوسیمها بیشترین کاربرد خود را در عرصه پزشکی مانند تشخیص نشانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سرطان، رشد سلولهای بنیادی و ... نشان داده است که در ادامه به آن می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پردازیم.
روشهای ساخت نانوسیمها:
1. تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های لیتوگرافی
• لیتوگرافی نوری: در این روش از تغییرات شیمیایی در یک ماده سخت شونده در اثر نور استفاده میشود. از یک سری ماسک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نوری برای تعریف مناطق فعال شونده در اثر نور استفاده میشود. یکی از محدودیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های این تکنیک محدوده پراش موج نوری است. طول موج نوری که در حاضر در صنایع استفاده میشود در حدود nm 248میباشد ولی با طراحی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های دقیق مالک و به کارگیری بسیار دقیق پلیمرهای سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شونده میتوان به ابعاد کمتر nm 100 هم رسید.
• لیتوگرافی با اشعه الکترونی: در این روش عمدتا از یک پلیمر سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شونده و قرار دادن آن بر یک پایه استفاده میشود. آنگاه یک اشعه الکترونی با انرژی بالا بر روی سطح تابیده میشود با تابش اشعه الکترونی طرح مورد نظر شکل داده میشود. پس از یونیزه شدن ماده و حل شدن پلیمر توسط حلال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های شیمیایی طرح مورد نظر برای ساخت نانو سیم حاصل میشود.
• لیتوگرافی با پراب روش: لیتوگرافی با استفاده از پراب روشیپ برای ساخت نانوسیمهای زیر nm100 بکار میروند. پراب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های الکترونی مانند میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) و یا میکروسکوپ روش تونلی (STM) از انتخاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های این روش برای ساخت نانوسیمها میباشد.
از مزایای روشهای لیتوگرافی انعطاف این روشها در الگوسازی برای نانوسیمها میباشد. بعبارت دیگر با این روشها میتوان به نانوسیمها هر شکل قابل ترسیم را داد.
2. رسوب الکتروشیمیایی در حفرات: روشهای الکتروشیمیایی بطور گسترده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای برای ساخت نانوسیمها استفاده میشود. یک الگوی مناسب باید حفراتی یکنواخت و بلند داشته باشد، قطر حفرات در این نوع الگو از چند نانومتر تا nm 20 میتواند داشته باشد.
فناوری نانو ، نوید کنترل خواص جدیدی از مواد را می دهد که زائیده ابعاد نانو مقیاس ذرات است ، همین خواص باعث شد شرکتهای خصوصی ، دولتها و سرمایه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گذاریهای خطرپذیر جهان در سال 2005 حدود 15میلیارد دلار در این فناوری سرمایه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گذاری کنند، همچنین براساس پیش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بینی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های صورت گرفته بازار کالاهای تولیدی مبتنی بر این فناوری در سال 2015 به رقم 6.2 میلیارد دلار میرسد. تولید این محصولات نیازمند نانومواد ،اندازه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیری و فناوریهای ساخت است. صنعت الکترونیک در تجاری سازی فناوری نانو پیشگام است. نانوالکترونیک شامل نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کمتر از nm 90 ،اشکال جدیدی از حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های دارای نیمه هادی ، حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اطلاعاتی نانوالکترومکانیکی، نمایشگرهای آلی ، نمایشگرهای نشر میدانی،نانو لوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کربنی، حسگرهای مختلف و پاره‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای از ادواتی که اکنون در حال ساخت برای به کارگیری در ابزارآلات الکترونیکی میشود. طبق برآورد بازار تجهیزات نانوالکترونیک در سال 2005 نزدیک 60 میلیارد دلار بوده و به نظر می رسد تا سال 2010 به 250میلیارد دلار برسد. بازار نانومواد ونانوابزار مورد استفاده در تولید این تجهیزات 108میلیارد دلار بوده که از این رقم 10درصد آن مربوط به نانومواد ،ابزارها، تجهیزاتی مانند لیتوگرافی ماورابنفش دور، لیتوگرافی چاپ نانو ،کاتالیستها و نانوسیمها است.
کاربردهای نانوسیم:
کاربرد نانوسیم در تشخیص بیماریها: از نانوسیم هایی که از مواد مورداستفاده در تراشه رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های امروزی مثل سیلیکون و نیترید گالیون ساخته شده است میتوان برای تشخیص بیماریها استفاده کرد . شاید بپرسید ابزار رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها چه ارتباطی به تشخیص بیماری و بدن انسان دارد ، بدن انسان نیز همانند یک رایانه باید حسگرهایی داشته باشد که بتواند در صورت بروز مشکل و خطا و یا وجود مواد سمی به ابزارهای هشداردهنده خارجی اخطار دهد و درصدد رفع آن برآید همانند یک رایانه که اگر مسیری اشتباه را در آن اجرا کنید و یا ویروسی در آن پیدا شود پیغام (ERROR) میدهد اما این کار چگونه امکان پذیر است؟!
دانشمندان موفق شدند نانوسیمهای انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر و طویلی را تولید کنند که طولهای متغیر این نانوسیمها بین 1 تا nm100 و یا حتی در میلیمتر میباشد و از لحاظ مقایسه حدود هزار مرتبه باریکتر از موی انسان است. بلندی ، انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیری و استحکام این نانوسیمها خصوصیات ویژهای را به آن می بخشد . به عنوان مثال نازک بودن وطویل بودن باعث افزایش سطح آن میشود . لذا از این ساختارها می توان در طراحی حسگرهای بسیار سریع و حساس استفاده کرد. این نانوسیم ها توانایی تولید اشعه ماورای بنفش نامرئی را دارد ، نور از یک انتها وارد نانوسیم شده و از انتهای دیگر شروع به تابیدن میکند. نانوسیمها بدون هیچ اتلافی این نور را به طور موثری عبور میدهد. و در مسیر خود اگر به یک عامل بیماری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌زا یا ماده سمی برخورد کند نانوسیم شروع به تابیدن میکند و سیستم هشدار دهنده بسیار سریعی را ایجاد میکند و این میتواند بیماری را زودتر وسریعتر از هر آزمایشی تشخیص دهد.
استفاده از نانوسیمها در رگهای خونی برای تحریک اعصاب مغزی: همیشه انتقال فرستنده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کوچک به درون رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها و هدایت آنها بطرف محل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های موردنظر را در فیلم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تخیلی دیده بودیم اما هیچ باور نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کردیم که روزی این را در واقعیت ببینیم.!
محققین توانستهاند نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی از جنس پلاتین که ضخامت آن 100 برابر نازکتر و ظریفتر از موی انسان است را ابداع کنند. آنها این نانوسیمها را به داخل رگهای خونی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌فرستند و توسط دوربین کوچکی آنها را بطرف اعصاب مغزی هدایت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. این روش برای کمک به یافتن علل مختلف و پیدایش بیماریهای عصبی از جمله پارکینسون بسیار مفید است. در گذشته برای یافتن علل مختلف پیدایش بیماریهای قلبی و عصبی، بدن را در هر نقطه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شکافتند تا علت بیماری را بیابند، اما امروزه با گسترش فن‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آوری نانوتکنولوژی هر وسیله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای را میتوان بصورت ظریف، نازک و حساس، اختراع و ابداع کرد و حتی آن را به درون ظریف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین رگ نیز فرستاد.
تنها مشکلی که محققان را کمی دچار سردرگمی کرده است تعدد رگهای خونی و سیستم گردش خون و عصب های فراوان در محدوده مغز است که فرستادن این نانوسیمها را کمی دشوار کرده است اما محققین درصدد یافتن راهی برای حل آن وساختن نانوسیمهای دقیق‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تر هستند.
استفاده از نانوسیمهای سیلیکونی برای هدفمند کردن رشد سلولهای بنیادین : تولید و رشد بافتها و سلولهای مورد نیاز برای بیماران نیازمند اهدافی است که دانشمندان در عرصه پزشکی همواره به دنبال آن هستند، از جمله ابزاری که میتواند این هدف را تحقق بخشد نانوسیم های سیلیکونی است. نانوسیم ها همچون تختی از میخها هستند که به صف شدهاند و قابلیت تغییر شکل و رشد را دارند ، برای این منظور از طیفی وسیعی از تحریکات مکانیکی و شیمیایی بعنوان فاکتور رشد استفاده می کنند اما به تازگی توانستهاند از محرکهای الکتریسیته نیز استفاده کنند و امیدوارند که استفاده از پالسهای الکتریکی در سلولها با استفاده از آرایه رسانای نانوسیمها در آینده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای نزدیک بعنوان شیوه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای ارزشمند برای تحت تاثیر قرار دادن سلولهای بنیادین بکار روند.
منبع:باشگاه نانو
هیهات منا الذلة
-
- پست: 2371
- تاریخ عضویت: شنبه ۲۴ فروردین ۱۳۸۷, ۱۱:۰۳ ب.ظ
- سپاس‌های ارسالی: 6261 بار
- سپاس‌های دریافتی: 11083 بار
به فناوري سنتز نانوسيم‌هاي گردنبندي Bi2S3 توسط پژوهشگران دانشگاه
پژوهش در حوزه نانوکريستال‌هاي کلوﺋيدي مي‌تواند سبب توليد موادي با خصوصيات قابل کنترل گردد. يکي از مطرح‌ترين موارد بررسي در علوم نانو، مطالعه نانوساختار‌هاي يک بعدي است. سولفيد بيسموت (Bi2S3 (III ماده‌اي نيمه‌هادي و فتوهادي با گاف انرژي 3/1 است که مي‌توان از آن به عنوان ترموالکتريک و نيز افزايش دهنده کانتراست در تصاوير توموگرافي اشعه ايکس رايانه‌اي استفاده کرد.
خانم دکتر ملکوتي، عضو هئيت علمي دانشگاه بيرجند، در پژوهشي موفق به سنتز نانوسيم‌هاي Bi2S3 با معماري گردنبندي شدند. ايشان در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد، اظهار داشتند: «در اين تحقيق، نانوسيم‌هاي Bi2S3 با معماري گردنبندي تهيه شدهاند. اين نانوسيم‌ها که در دماي پايين و با ضرايب جذب مولي بي‌نهايت بالا سنتز شدهاند، قطري در حد 6/1 نانومتر دارند. نانوسيم‌هاي توليدي چندين ماه پايدارند و بهره واکنشي بيش از60% را از خود نشان مي‌دهند، به طوري که در سنتز آزمايشگاهي آنها بيش از 17 گرم محصول بهدست آمد. با تعويض ليگاند به زنجير کوتاه، هدايت الکتريکي فيلم لايه نازک نانوسيم‌هاي Bi2S3 به ميزان سه برابر در واحد سطح، افزايش مي‌يابد».
اين کار با حمايت مالي NSERC کانادا و وزارت علوم تحقيقات و فناوري ايران انجام شده و از حمايت‌هاي تشويقي ستاد نيز بهره‌مند گرديده است. جزئيات اين پژوهش در مجله بين المللي Angewandte Chemie و در سال 2008 به چاپ رسيده است.
منبع :' ستاد ويژه توسعه فناوري نانو
Impact Factor of Angewandte Chemie is 10.031
پژوهش در حوزه نانوکريستال‌هاي کلوﺋيدي مي‌تواند سبب توليد موادي با خصوصيات قابل کنترل گردد. يکي از مطرح‌ترين موارد بررسي در علوم نانو، مطالعه نانوساختار‌هاي يک بعدي است. سولفيد بيسموت (Bi2S3 (III ماده‌اي نيمه‌هادي و فتوهادي با گاف انرژي 3/1 است که مي‌توان از آن به عنوان ترموالکتريک و نيز افزايش دهنده کانتراست در تصاوير توموگرافي اشعه ايکس رايانه‌اي استفاده کرد.
خانم دکتر ملکوتي، عضو هئيت علمي دانشگاه بيرجند، در پژوهشي موفق به سنتز نانوسيم‌هاي Bi2S3 با معماري گردنبندي شدند. ايشان در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد، اظهار داشتند: «در اين تحقيق، نانوسيم‌هاي Bi2S3 با معماري گردنبندي تهيه شدهاند. اين نانوسيم‌ها که در دماي پايين و با ضرايب جذب مولي بي‌نهايت بالا سنتز شدهاند، قطري در حد 6/1 نانومتر دارند. نانوسيم‌هاي توليدي چندين ماه پايدارند و بهره واکنشي بيش از60% را از خود نشان مي‌دهند، به طوري که در سنتز آزمايشگاهي آنها بيش از 17 گرم محصول بهدست آمد. با تعويض ليگاند به زنجير کوتاه، هدايت الکتريکي فيلم لايه نازک نانوسيم‌هاي Bi2S3 به ميزان سه برابر در واحد سطح، افزايش مي‌يابد».
اين کار با حمايت مالي NSERC کانادا و وزارت علوم تحقيقات و فناوري ايران انجام شده و از حمايت‌هاي تشويقي ستاد نيز بهره‌مند گرديده است. جزئيات اين پژوهش در مجله بين المللي Angewandte Chemie و در سال 2008 به چاپ رسيده است.
منبع :' ستاد ويژه توسعه فناوري نانو
Impact Factor of Angewandte Chemie is 10.031
-
- پست: 2371
- تاریخ عضویت: شنبه ۲۴ فروردین ۱۳۸۷, ۱۱:۰۳ ب.ظ
- سپاس‌های ارسالی: 6261 بار
- سپاس‌های دریافتی: 11083 بار
توليد ابرميکروالکترودهاي ديسک‌مانند مبتني بر نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره
اخيراً محققان دانشگاه وارويک به نام‌هاي يوآنا دوميتريسکو، پروفسور جولي مکفرسون، پروفسور پاتريک آنوين، و نيل ويلسون، مقاله‌اي در Analytical Chemistry منتشر کرده‌اند. اين محققان با استفاده از نوعي رسوب‌دهي شيميايي بخار و ليتوگرافي، ابرميکروالکترودهاي ديسک‌مانند مبتني بر نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره توليد کرده‌اند. نانولوله‌ها روي يک سطح صاف به صورت تصادفي اما نسبتاً منظم رسوب مي‌کنند. اين نانولوله‌ها آنقدر باهم تداخل مي‌کنند که يک ميکرومدار فلزي منفرد کامل را در طول ديسک نهايي ايجاد نمايند. جالب اين است که اين نانولوله‌ها کمتر از يک درصد سطح ديسک را مي‌گيرند.
ويژگي نهايي ذکر شده موجب مي‌شود اين ساختارها براي ايجاد حسگرهاي فوق‌حساس بسيار سودمند باشند. مساحت سطحي پايين قسمت رسانا بدين معناست که اين ساختارها مي توانند نويز زمينه را حذف کرده و بر نسبت پايين شدت سيگنال به نويز فائق آيند؛ بدين ترتيب اين ساختارها هزار مرتبه از حسگرهاي ابرميکروالکترودي معمول حساس‌تر هستند. اين ويژگي همچنين موجب ايجاد پاسخ بسيار سريع در اين سيستم شده و سرعت پاسخگويي آنها را تا 10 برابر ابرميکروالکترودهاي مورد استفاده فعلي افزايش مي دهد.
از آنجايي که اين ابرميکروالکترودها مبتني بر کربن هستند، امکان استفاده در محدوده وسيعي از کاربردهاي زيستي را نيز دارند. زيست‌سازگاري کربن در تقابل مستقيم با مشکلات روشني است که پلاتينيوم و ساير روبشگرهاي فلزي براي بافت زنده ايجاد مي‌کنند. اين گروه تحقيقاتي بررسي استفاده از ابرميکروالکترود مبتني بر کربن خود را براي اندازه‌گيري سطح انتقال عصبي آغاز کرده‌اند.
اين ميکروالکترود جديد قابليت‌هايي براي استفاده به عنوان کاتاليزور درپيل‌هاي سوختي نيز دارد. محققان از قبل مي‌دانستند که اين شکل از نانولوله‌هاي کربني براي استفاده در حوزه کاتاليست بسيار سودمند هستند، اما مطمئن نبودند که ويژگي‌هاي خود نانولوله‌ها موجب اين سودمندي مي شود يا اينکه ناخالصي‌هاي موجود در هنگام توليد اين خاصيت را براي آنها ايجاد مي کنند. حال اين محققان توانستهاند با استفاده از اين روش آرايش نانولوله‌هاي کربني نشان دهند که ويژگي‌هاي خود نانولوله‌هاي کربني، استفاده از آنها را به عنوان کاتاليزور امکان پذير و سودمند مي‌سازد.
اين روش جديد آرايش نانولوله‌هاي کربني در آينده مي‌تواند مزايايي براي کاربردهاي کاتاليزوري ايجاد نمايد، همانگونه که محققان وارويک توانستهاند از رسوب‌دهي الکتريکي براي ايجاد سريع و آسان روکشهاي فلزي خاص روي شبکه‌هاي ميکروالکترودي نانولوله‌اي استفاده کنند. اين قابليت براي استفاده از نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره به عنوان کاتاليزور در فناوري پيل سوختي بسيار مفيد خواهد بود.
[External Link Removed for Guests]
اخيراً محققان دانشگاه وارويک به نام‌هاي يوآنا دوميتريسکو، پروفسور جولي مکفرسون، پروفسور پاتريک آنوين، و نيل ويلسون، مقاله‌اي در Analytical Chemistry منتشر کرده‌اند. اين محققان با استفاده از نوعي رسوب‌دهي شيميايي بخار و ليتوگرافي، ابرميکروالکترودهاي ديسک‌مانند مبتني بر نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره توليد کرده‌اند. نانولوله‌ها روي يک سطح صاف به صورت تصادفي اما نسبتاً منظم رسوب مي‌کنند. اين نانولوله‌ها آنقدر باهم تداخل مي‌کنند که يک ميکرومدار فلزي منفرد کامل را در طول ديسک نهايي ايجاد نمايند. جالب اين است که اين نانولوله‌ها کمتر از يک درصد سطح ديسک را مي‌گيرند.
ويژگي نهايي ذکر شده موجب مي‌شود اين ساختارها براي ايجاد حسگرهاي فوق‌حساس بسيار سودمند باشند. مساحت سطحي پايين قسمت رسانا بدين معناست که اين ساختارها مي توانند نويز زمينه را حذف کرده و بر نسبت پايين شدت سيگنال به نويز فائق آيند؛ بدين ترتيب اين ساختارها هزار مرتبه از حسگرهاي ابرميکروالکترودي معمول حساس‌تر هستند. اين ويژگي همچنين موجب ايجاد پاسخ بسيار سريع در اين سيستم شده و سرعت پاسخگويي آنها را تا 10 برابر ابرميکروالکترودهاي مورد استفاده فعلي افزايش مي دهد.
از آنجايي که اين ابرميکروالکترودها مبتني بر کربن هستند، امکان استفاده در محدوده وسيعي از کاربردهاي زيستي را نيز دارند. زيست‌سازگاري کربن در تقابل مستقيم با مشکلات روشني است که پلاتينيوم و ساير روبشگرهاي فلزي براي بافت زنده ايجاد مي‌کنند. اين گروه تحقيقاتي بررسي استفاده از ابرميکروالکترود مبتني بر کربن خود را براي اندازه‌گيري سطح انتقال عصبي آغاز کرده‌اند.
اين ميکروالکترود جديد قابليت‌هايي براي استفاده به عنوان کاتاليزور درپيل‌هاي سوختي نيز دارد. محققان از قبل مي‌دانستند که اين شکل از نانولوله‌هاي کربني براي استفاده در حوزه کاتاليست بسيار سودمند هستند، اما مطمئن نبودند که ويژگي‌هاي خود نانولوله‌ها موجب اين سودمندي مي شود يا اينکه ناخالصي‌هاي موجود در هنگام توليد اين خاصيت را براي آنها ايجاد مي کنند. حال اين محققان توانستهاند با استفاده از اين روش آرايش نانولوله‌هاي کربني نشان دهند که ويژگي‌هاي خود نانولوله‌هاي کربني، استفاده از آنها را به عنوان کاتاليزور امکان پذير و سودمند مي‌سازد.
اين روش جديد آرايش نانولوله‌هاي کربني در آينده مي‌تواند مزايايي براي کاربردهاي کاتاليزوري ايجاد نمايد، همانگونه که محققان وارويک توانستهاند از رسوب‌دهي الکتريکي براي ايجاد سريع و آسان روکشهاي فلزي خاص روي شبکه‌هاي ميکروالکترودي نانولوله‌اي استفاده کنند. اين قابليت براي استفاده از نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره به عنوان کاتاليزور در فناوري پيل سوختي بسيار مفيد خواهد بود.
[External Link Removed for Guests]
-
- پست: 2371
- تاریخ عضویت: شنبه ۲۴ فروردین ۱۳۸۷, ۱۱:۰۳ ب.ظ
- سپاس‌های ارسالی: 6261 بار
- سپاس‌های دریافتی: 11083 بار
ايران در ثبت اختراعات مرتبط با فناوري نانو در
بر اساس مطالعات آماري انجام شده، ايران از نظر تعداد اختراعات مرتبط با فناوري نانو که در دفتر ثبت پتنت اروپا (EPO) ثبت شدهاند در رتبه بيست و دوم جهان قرار دارد.
مطالعات و بررسي‌هاي صورت گرفته در حيطه علم‌سنجي نشان مي‌دهد که فناوري نانو با سرعت بسيار در حال رشد است و پيشرفت‌هاي اخير در علوم و فناوري نانو، وقوع تغييرات اساسي را در محدوده وسيعي از صنايع نويد مي‌دهد که مي‌تواند به کاربردهاي جديدي منجر شود. با توجه به اهميت اختراعات در توسعه هر فناوري، ارزيابي و تحليل آماري اختراعات مربوط به فناوري نانو مي‌تواند به تصميم‌گيري بهتر در سرمايه‌گذاري و سياست‌گذاري در بخش تحقيق و توسعه در اين زمينه کمک فراواني نمايد.
کارگروه سياست‌گذاري و ارزيابي ستاد ويژه توسعه فناروي نانو با استفاده از پايگاه اطلاعات پتنت QPAT به تحليل اختراعات ثبت شده در فناوري نانو و تعيين جايگاه ايران در اين شاخص پرداخته است. پايگاه اطلاعات QPAT وابسته به گروه مالکيت فکري Questel است که اطلاعات مربوط به اختراعات ثبت شده در بيش از 75 دفتر ثبت پتنت در دنيا (دفتر ثبت پتنت ايران جزء اين دفاتر نيست) در آن موجود است.
در بين دفاتر ثبت اختراع در دنيا، دفتر ثبت پتنت آمريکا (USPTO)، ژاپن (JPO) و اتحاديه اروپا (EPO) حجم بسياري از اختراعات را پوشش مي‌دهند که علت آن نقش مهم اين کشورها در تحقيقات و نوآوري، توان تجاري‌سازي بالا و بازار مناسب براي عرضه محصول اختراعات است. بر اساس آمار بدست آمده ايران تا کنون پتنتي در زمينه فناوري نانو در USPTO و JPO نداشته است؛ ولي در سال 2007، 4 پتنت فناوري نانو درEPO منتشر کرده و از اين لحاظ در بين کشورهاي صاحب پتنت در اين دفتر ثبتي بطور مشترک با فنلاند، برزيل و نروژ در رتبه بيست و دوم قرار گرفته است. آمريکا، ژاپن، آلمان، کره جنوبي و فرانسه به ترتيب در رده‌هاي اول تا پنجم قرار دارند. از کشورهاي منطقه نيز ترکيه تنها يک پتنت فناوري نانو در سال 2007 در اروپا ثبت کرده است.
با احتساب تمامي اختراعات ثبت شده در کليه دفاتر ثبتي موجود در QPAT، تعداد اختراعات ايران در فناوري نانو در سال 2007 به 5 اختراع مي‌رسد و در جايگاه چهل و دوم دنيا و سوم کشورهاي اسلامي قرار مي‌گيرد. آمريکا، چين و کره جنوبي سه کشور اول هستند و ترکيه با 14 و مالزي با 6 اختراع در سال 2007 به ترتيب رتبه‌هاي سي‌ام و چهل و يکم را بخود اختصاص داده‌اند.
از نظر موضوعي3 پتنت از 5 پتنت ايران در سال 2007 درباره کاربرد نانولوله‌هاي کربني، يک پتنت درباره فرآيند توليد نانولوله کربني و يک پتنت هم درباره کاتاليست‌هاي مبتني بر مواد نانوحفره‌اي است. همچنين پژوهشگاه صنعت نفت با 3 پتنت و دانشگاه تهران با يک پتنت، تنها موسسات و دانشگاه‌هاي ايراني صاحب اختراع در فناوري نانو هستند. يک اختراع نيز بطور مشترک بنام يک محقق ايراني و محققاني از سوئيس به ثبت رسيده است.
تعداد اختراعات نانوفناوري ايران در سالهاي قبل از 2007 تنها 2 مورد است که مربوط به همکاري محققان ايراني با موسسات خارج از کشور است و در سازمان جهاني مالکيت فکري (WO) ثبت شدهاند.
علت تعداد اندک پتنت‌هاي ايران در فناوري نانو علي‌رغم رشد قابل ملاحظه در علوم نانو (مقالات ISI) را مي‌توان با فاصله زماني بين تحقيقات بنيادي و توليد فناوري مرتبط دانست. رشد سريع مقالات بين‌المللي ايران در فناوري نانو از سال 2005 آغاز شد و با توجه به فاصله 3 تا 10 ساله بين توليد علم و توليد فناوري و همچنين سياست‌هاي ستاد توسعه فناوري نانو در حمايت از نوآوري و تشکيل دفاتر خدمات تخصصي مالکيت فکري در موسسات و پژوهشگاه‌هاي مختلف مي‌توان انتظار داشت که توليد فناوري نيز در سالهاي آينده با رشد بيشتري همراه باشد.
فهرست اختراعات ايران در فناوري نانو در سال 2007 به همراه اسامي مخترعان و مالکان پتنت‌ها را مي توانيد در منبع خبر مشاهده نمائيد.
[External Link Removed for Guests]
بر اساس مطالعات آماري انجام شده، ايران از نظر تعداد اختراعات مرتبط با فناوري نانو که در دفتر ثبت پتنت اروپا (EPO) ثبت شدهاند در رتبه بيست و دوم جهان قرار دارد.
مطالعات و بررسي‌هاي صورت گرفته در حيطه علم‌سنجي نشان مي‌دهد که فناوري نانو با سرعت بسيار در حال رشد است و پيشرفت‌هاي اخير در علوم و فناوري نانو، وقوع تغييرات اساسي را در محدوده وسيعي از صنايع نويد مي‌دهد که مي‌تواند به کاربردهاي جديدي منجر شود. با توجه به اهميت اختراعات در توسعه هر فناوري، ارزيابي و تحليل آماري اختراعات مربوط به فناوري نانو مي‌تواند به تصميم‌گيري بهتر در سرمايه‌گذاري و سياست‌گذاري در بخش تحقيق و توسعه در اين زمينه کمک فراواني نمايد.
کارگروه سياست‌گذاري و ارزيابي ستاد ويژه توسعه فناروي نانو با استفاده از پايگاه اطلاعات پتنت QPAT به تحليل اختراعات ثبت شده در فناوري نانو و تعيين جايگاه ايران در اين شاخص پرداخته است. پايگاه اطلاعات QPAT وابسته به گروه مالکيت فکري Questel است که اطلاعات مربوط به اختراعات ثبت شده در بيش از 75 دفتر ثبت پتنت در دنيا (دفتر ثبت پتنت ايران جزء اين دفاتر نيست) در آن موجود است.
در بين دفاتر ثبت اختراع در دنيا، دفتر ثبت پتنت آمريکا (USPTO)، ژاپن (JPO) و اتحاديه اروپا (EPO) حجم بسياري از اختراعات را پوشش مي‌دهند که علت آن نقش مهم اين کشورها در تحقيقات و نوآوري، توان تجاري‌سازي بالا و بازار مناسب براي عرضه محصول اختراعات است. بر اساس آمار بدست آمده ايران تا کنون پتنتي در زمينه فناوري نانو در USPTO و JPO نداشته است؛ ولي در سال 2007، 4 پتنت فناوري نانو درEPO منتشر کرده و از اين لحاظ در بين کشورهاي صاحب پتنت در اين دفتر ثبتي بطور مشترک با فنلاند، برزيل و نروژ در رتبه بيست و دوم قرار گرفته است. آمريکا، ژاپن، آلمان، کره جنوبي و فرانسه به ترتيب در رده‌هاي اول تا پنجم قرار دارند. از کشورهاي منطقه نيز ترکيه تنها يک پتنت فناوري نانو در سال 2007 در اروپا ثبت کرده است.
با احتساب تمامي اختراعات ثبت شده در کليه دفاتر ثبتي موجود در QPAT، تعداد اختراعات ايران در فناوري نانو در سال 2007 به 5 اختراع مي‌رسد و در جايگاه چهل و دوم دنيا و سوم کشورهاي اسلامي قرار مي‌گيرد. آمريکا، چين و کره جنوبي سه کشور اول هستند و ترکيه با 14 و مالزي با 6 اختراع در سال 2007 به ترتيب رتبه‌هاي سي‌ام و چهل و يکم را بخود اختصاص داده‌اند.
از نظر موضوعي3 پتنت از 5 پتنت ايران در سال 2007 درباره کاربرد نانولوله‌هاي کربني، يک پتنت درباره فرآيند توليد نانولوله کربني و يک پتنت هم درباره کاتاليست‌هاي مبتني بر مواد نانوحفره‌اي است. همچنين پژوهشگاه صنعت نفت با 3 پتنت و دانشگاه تهران با يک پتنت، تنها موسسات و دانشگاه‌هاي ايراني صاحب اختراع در فناوري نانو هستند. يک اختراع نيز بطور مشترک بنام يک محقق ايراني و محققاني از سوئيس به ثبت رسيده است.
تعداد اختراعات نانوفناوري ايران در سالهاي قبل از 2007 تنها 2 مورد است که مربوط به همکاري محققان ايراني با موسسات خارج از کشور است و در سازمان جهاني مالکيت فکري (WO) ثبت شدهاند.
علت تعداد اندک پتنت‌هاي ايران در فناوري نانو علي‌رغم رشد قابل ملاحظه در علوم نانو (مقالات ISI) را مي‌توان با فاصله زماني بين تحقيقات بنيادي و توليد فناوري مرتبط دانست. رشد سريع مقالات بين‌المللي ايران در فناوري نانو از سال 2005 آغاز شد و با توجه به فاصله 3 تا 10 ساله بين توليد علم و توليد فناوري و همچنين سياست‌هاي ستاد توسعه فناوري نانو در حمايت از نوآوري و تشکيل دفاتر خدمات تخصصي مالکيت فکري در موسسات و پژوهشگاه‌هاي مختلف مي‌توان انتظار داشت که توليد فناوري نيز در سالهاي آينده با رشد بيشتري همراه باشد.
فهرست اختراعات ايران در فناوري نانو در سال 2007 به همراه اسامي مخترعان و مالکان پتنت‌ها را مي توانيد در منبع خبر مشاهده نمائيد.
[External Link Removed for Guests]
-
- پست: 2371
- تاریخ عضویت: شنبه ۲۴ فروردین ۱۳۸۷, ۱۱:۰۳ ب.ظ
- سپاس‌های ارسالی: 6261 بار
- سپاس‌های دریافتی: 11083 بار
مشاهده‌ي رسانايي کوانتيزه‌شده در گرافن از سوي محققان IBM
براي اولين بار رسانايي کوانتيزه‌شده در نوارهاي بسيار باريک گرافني مشاهده شد. اين کشف توسط فيزيکدانان امريکايي انجام شده است و گفته مي‌شود که از چنين نانونوارهاي گرافني‌اي در آينده در ساخت ترانزيستورهايي که بسيار کوچکتر از ترانزيستورهاي کنوني هستند استفاده خواهد شد.
در رسانايي کوانتيزه‌شده جريان عبوري از يک سيم بر خلاف تغييرات پيوسته‌ي معمولي با روندي پله‌اي تغيير مي‌کند. گرافن (که يک صفحه‌ي دوبعدي از کربن با ضخامت تنها يک اتم است) يک نيمه‌رسانا و در عين حال يک رساناي الکتريکي بسيار خوب مي‌باشد و به همين دليل در آينده مي‌توان از آن در ساخت ابزارهاي الکتريکي بسيار کوچک بهره گرفت. اين ماده يک نيمه‌رساناي «صفر-گاف» است، به اين معنا که گاف انرژي‌اي بين ترازهاي انرژي اکترون رسانش و والانس وجود ندارد. وجود چنين گافي به نيمه‌رساناهايي چون سيليکون اجازه مي‌دهد تا در ساخت ترانزيستورها و ساير ابزارهاي الکترونيکي بکار گرفته شوند.
يک راه براي ساخت گاف‌هاي انرژي در يک ماده تبديل آن به يک سيم بسيار نازک است. در چنين حالتي الکترون‌هاي ماده مقيدند تا تنها در يک جهت حرکت کنند و به اين ترتيب يک سري از ترازهاي انرژي الکتروني از طريق گاف‌ها از هم جدا مي‌شوند. اگر ولتاژ مذکور در امتداد چنين سيمي افزايش يابد، جريان در يک رفتار پله‌اي زياد مي‌شود زيرا هر تراز انرژي مي‌تواند تعداد محدود و ثابتي از الکترون‌ها را در خود جاي دهد.
چنين رسانايي کوانتيزه‌اي در نانوسيم‌هاي نيمه‌رساناي بسيار کوچک و نانولوله‌هاي کربني اندازه‌گيري شده بود اما تاکنون چنين خاصيتي براي نانونوارهاي گرافني مشاهده نشده بود. اخيراً يومينگ لين و همکارانش از مرکز تحقيقاتي واتسون در IBM توانستند اين اثر را در نانونوارهاي گرافني مشاهده کنند.
لين در اين باره گفت: «اين پديده به محققان اجازه مي‌دهد تا براي تحقيقات بنيادي و براي کاربردهاي مورد استفاده در فناوري، به اثرات کوانتومي مختلفي در گرافن دست پيدا کنند. به‌عنوان مثال رفتار رسانايي کوانتيزه شده در گرافن مي‌تواند به عملکردهاي منطقي چندمقداره در سطحي بالاتر از انواع دودويي معمولي رهنمون گردد و همچنين براي ساخت «موجبرهاي کوانتومي» الکتروني تک‌بعدي مورد استفاده قرار گيرد».
هم‌اکنون گروه مذکور در پي آنند تا اثر نابجايي‌هاي لبه‌اي را بر روي رسانايي کوانتيزه‌ي ابزارهاي مذکور بررسي کنند. همچنين دانشمندان مذکور قصد دارند تا براي دستيابي به رسانايي کوانتومي در دماي اتاق، کانال‌هاي گذارِ بسيار باريک بسازند. اين خصوصيت براي ساخت ابزارهاي کاربردي بسيار ضروري است.
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
براي اولين بار رسانايي کوانتيزه‌شده در نوارهاي بسيار باريک گرافني مشاهده شد. اين کشف توسط فيزيکدانان امريکايي انجام شده است و گفته مي‌شود که از چنين نانونوارهاي گرافني‌اي در آينده در ساخت ترانزيستورهايي که بسيار کوچکتر از ترانزيستورهاي کنوني هستند استفاده خواهد شد.
در رسانايي کوانتيزه‌شده جريان عبوري از يک سيم بر خلاف تغييرات پيوسته‌ي معمولي با روندي پله‌اي تغيير مي‌کند. گرافن (که يک صفحه‌ي دوبعدي از کربن با ضخامت تنها يک اتم است) يک نيمه‌رسانا و در عين حال يک رساناي الکتريکي بسيار خوب مي‌باشد و به همين دليل در آينده مي‌توان از آن در ساخت ابزارهاي الکتريکي بسيار کوچک بهره گرفت. اين ماده يک نيمه‌رساناي «صفر-گاف» است، به اين معنا که گاف انرژي‌اي بين ترازهاي انرژي اکترون رسانش و والانس وجود ندارد. وجود چنين گافي به نيمه‌رساناهايي چون سيليکون اجازه مي‌دهد تا در ساخت ترانزيستورها و ساير ابزارهاي الکترونيکي بکار گرفته شوند.
يک راه براي ساخت گاف‌هاي انرژي در يک ماده تبديل آن به يک سيم بسيار نازک است. در چنين حالتي الکترون‌هاي ماده مقيدند تا تنها در يک جهت حرکت کنند و به اين ترتيب يک سري از ترازهاي انرژي الکتروني از طريق گاف‌ها از هم جدا مي‌شوند. اگر ولتاژ مذکور در امتداد چنين سيمي افزايش يابد، جريان در يک رفتار پله‌اي زياد مي‌شود زيرا هر تراز انرژي مي‌تواند تعداد محدود و ثابتي از الکترون‌ها را در خود جاي دهد.
چنين رسانايي کوانتيزه‌اي در نانوسيم‌هاي نيمه‌رساناي بسيار کوچک و نانولوله‌هاي کربني اندازه‌گيري شده بود اما تاکنون چنين خاصيتي براي نانونوارهاي گرافني مشاهده نشده بود. اخيراً يومينگ لين و همکارانش از مرکز تحقيقاتي واتسون در IBM توانستند اين اثر را در نانونوارهاي گرافني مشاهده کنند.
لين در اين باره گفت: «اين پديده به محققان اجازه مي‌دهد تا براي تحقيقات بنيادي و براي کاربردهاي مورد استفاده در فناوري، به اثرات کوانتومي مختلفي در گرافن دست پيدا کنند. به‌عنوان مثال رفتار رسانايي کوانتيزه شده در گرافن مي‌تواند به عملکردهاي منطقي چندمقداره در سطحي بالاتر از انواع دودويي معمولي رهنمون گردد و همچنين براي ساخت «موجبرهاي کوانتومي» الکتروني تک‌بعدي مورد استفاده قرار گيرد».
هم‌اکنون گروه مذکور در پي آنند تا اثر نابجايي‌هاي لبه‌اي را بر روي رسانايي کوانتيزه‌ي ابزارهاي مذکور بررسي کنند. همچنين دانشمندان مذکور قصد دارند تا براي دستيابي به رسانايي کوانتومي در دماي اتاق، کانال‌هاي گذارِ بسيار باريک بسازند. اين خصوصيت براي ساخت ابزارهاي کاربردي بسيار ضروري است.
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
-
- پست: 2371
- تاریخ عضویت: شنبه ۲۴ فروردین ۱۳۸۷, ۱۱:۰۳ ب.ظ
- سپاس‌های ارسالی: 6261 بار
- سپاس‌های دریافتی: 11083 بار
تصويربرداري سه بعدي در اندازه هاي نانو
بالاترين تفكيك‌پذيري در تصاوير سه‌بعدي از درون سلول‌هاي منفرد، به‌وسيله محققان دانشگاه ماكس پلانك آلمان بهدست آمده است. به عقيده آنها ميكروسكوپ پيمايش فلورسانت، تفكيك‌پذيري در حد كمتر از طول موج نور ايجاد مي‌کند در نتيجه امكان تصويربرداري از درون سلول با جزئيات بي‌مانند ممكن شده است.
تفكيك‌پذيري يك سيستم كانفوكال در حد 200 نانومتر در سطح كانوني و 500 نانومتر در محور نوري است. ولي در اين روش، تفكيك‌پذيري در تمام ابعاد در حد 45-40 نانومتر بدست مي‌آيدكه به عقيده محققان قابل بهبود است.
روش تصويربرداري سه‌بعدي تنها روش مرئي‌سازي غير تهاجمي درون سلولي است. تفكيك‌پذيري سه‌بعدي همانند بهكارگيري ميكروسكوپ الكتروني است با اين مزيت كه در آن امكان بهكارگيري برچسب‌هاي فلورسانت جهت شناسايي پروتئين‌هاي خاص فراهم شده است.
ابزار ساخته شده شامل يك ميكروسكوپ فلورسانت مبتني بر لنز است كه در آن از اصول اساسي دو روش ميكروسكوپ موجود به‌طور همزمان استفاده مي‌شود. آنها با تلفيق روش‌هاي ميكروسكوپي STED و 4Pi جهت فشرده سازي نقطه فلورسانت به ابعاد زير شكست، به‌‌‌روش ميكروسكوپي موثري كه isoSTED ناميده شده، دست يافتند. در اين روش پالس‌هاي بسيار كوتاه ليزر باعث تحريك بر چسب فلورسانت متصل شده به نمونه مورد مطالعه مي‌شود و به‌دنبال اين پالس تحريكي، يك پالس تخليه اي ايجاد مي‌گردد كه منطبق بر خط تابش بر چسب فلورسانت است. اين پالس تخليه‌اي باعث تابش تحريكي شده كه خود موجب حركت الكترون ها از حالت تحريك شده (كه در آن تابش فلورسانس اتفاق مي‌افتد) به سطوح انرژي پائين‌تر مي‌گردد. اين كار باعث كاهش اندازه نقطه ناحيه تحريكي شده و تفكيك پذيري را افزايش مي‌دهد.
نتايج اين مطالعه در مجله Nature Methods منتشر شده است.
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
بالاترين تفكيك‌پذيري در تصاوير سه‌بعدي از درون سلول‌هاي منفرد، به‌وسيله محققان دانشگاه ماكس پلانك آلمان بهدست آمده است. به عقيده آنها ميكروسكوپ پيمايش فلورسانت، تفكيك‌پذيري در حد كمتر از طول موج نور ايجاد مي‌کند در نتيجه امكان تصويربرداري از درون سلول با جزئيات بي‌مانند ممكن شده است.
تفكيك‌پذيري يك سيستم كانفوكال در حد 200 نانومتر در سطح كانوني و 500 نانومتر در محور نوري است. ولي در اين روش، تفكيك‌پذيري در تمام ابعاد در حد 45-40 نانومتر بدست مي‌آيدكه به عقيده محققان قابل بهبود است.
روش تصويربرداري سه‌بعدي تنها روش مرئي‌سازي غير تهاجمي درون سلولي است. تفكيك‌پذيري سه‌بعدي همانند بهكارگيري ميكروسكوپ الكتروني است با اين مزيت كه در آن امكان بهكارگيري برچسب‌هاي فلورسانت جهت شناسايي پروتئين‌هاي خاص فراهم شده است.
ابزار ساخته شده شامل يك ميكروسكوپ فلورسانت مبتني بر لنز است كه در آن از اصول اساسي دو روش ميكروسكوپ موجود به‌طور همزمان استفاده مي‌شود. آنها با تلفيق روش‌هاي ميكروسكوپي STED و 4Pi جهت فشرده سازي نقطه فلورسانت به ابعاد زير شكست، به‌‌‌روش ميكروسكوپي موثري كه isoSTED ناميده شده، دست يافتند. در اين روش پالس‌هاي بسيار كوتاه ليزر باعث تحريك بر چسب فلورسانت متصل شده به نمونه مورد مطالعه مي‌شود و به‌دنبال اين پالس تحريكي، يك پالس تخليه اي ايجاد مي‌گردد كه منطبق بر خط تابش بر چسب فلورسانت است. اين پالس تخليه‌اي باعث تابش تحريكي شده كه خود موجب حركت الكترون ها از حالت تحريك شده (كه در آن تابش فلورسانس اتفاق مي‌افتد) به سطوح انرژي پائين‌تر مي‌گردد. اين كار باعث كاهش اندازه نقطه ناحيه تحريكي شده و تفكيك پذيري را افزايش مي‌دهد.
نتايج اين مطالعه در مجله Nature Methods منتشر شده است.
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]