نانو تکنولوژي

[yasermym]

 استفاده از فناوري‌نانو در درمان ديابت نوع1  

گروهي از محققان آمريکايي به روش جديدي براي اندازه گيري سريع مقادير اندک انسولين در بدن دست يافتند. نتايج اين تحقيق در درمان بيماري ديابت نوع 1 کاربرد خواهد داشت.

در اين روش سلول‌هاي سازنده انسولين به کبد بيماران ديابتي پيوند زده مي‌شود تا به تدريج جايگزين سلول‌هاي بيمار و تخريب شده گردند. اين محققان براي اين کار با استفاده از نانولوله‌هاي کربني تک جداره نوعي الکترود جديد به نام ميکروفيزومتر (microphysiometer) ساختند و به کمک آن تغييرات متابوليسم سلول‌هاي زنده‌اي که در اتاقک بسيار کوچکي محتوي محلولي از مواد غذايي قرار داده شده بودند را بررسي و مقدار اندک انسولين آزاد شده از هر سلول را اندازه‌گيري نمودند.

در اين روش اندازه‌گيري که در فواصل معين و با توجه به جريان بوجود آمده در الکترود انجام مي‌شود به طور پيوسته اطلاعاتي از سطح انسولين بدن بدست مي‌آيد. آزمايشهاي انجام شده حاکي از آن است که اين روش به مراتب از روش‌هاي موجود براي اندازه گيري انسولين موثرتر و دقيق تر است.

در اين روش براي آنکه جريانات ميکروسيالي مانع از کار الکترود و جداشدن نانولوله‌ها نشوند، دانشمندان از يک ترکيب شيميايي به نام دي هيدروپيران (dihydropyran) در ساخت الکترود استفاده کردند.

تنها ابهام اين روش نياز آن به دز بالايي از داروهاي بازدارنده دستگاه ايمني است که دانشمندان هنوزاز اثرات سوء احتمالي آن بر سلول‌هاي پانکراس اطلاعي ندارند. گفتني است نتايج اين بررسي علمي در شماره 18 فوريه نشريه Analytica chimica Acta منتشر شده است.

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 استفاده از نانو ذرات براي امنيت غذايي  
محققان درصددند با استفاده از قابليت هاي نانوذرات امنيت منابع غذايي را بهبود بخشند. در حال حاضر از نانوذرات نقره در بسته بندي غذاها جهت دفع هورمون رشد گياهي موسوم به اتيلن استفاده ميشود تا مدت زمان نگهداري ميوه ها افزايش يابد. محققان درصددند كه كاربردهاي نانوذرات در اين زمينه را افزايش دهند.

در همين راستا محصول QSI-Nano بخاطر داشتن خواص ضد ميكروبي مطرح شده است. اين محصول با تبديل يونهاي خالص نقره به گاز در حضور يك گاز بي اثر و فشرده سازي آن تحت شرايط كنترل شده جهت تشكيل نانوذرات كوچكتر از 100 نانومتر بدست مي آيد.

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 ابداع روش بسيار حساس شناسايي پروتئين ها به كمك نقاط كوانتومي 

محققان دانشگاه واندربيت توانسته اند با استفاده از نانو ذرات روشي سريع و آسان جهت شناسايي پروتئين‌هاي دلخواه ابداع كنند. اين واكنش يك مرحله اي با اتصال آنتي بادي- نانو ذره به ملكولهاي پروتئيني درصورت وجود و تشكيل توده هاي بزرگ آغاز ميگردد.

اين توده هاي بزرگ را بصورت منفرد ميتوان با روش هاي فلورسانس و پراكنش ليزر شناسايي كرد. به گفته يكي از محققان، در مقايسه با روش هاي مرسوم شناسايي پروتئين ها ايجاد توده با اتصال به آنتي‌بادي- نقاط كوانتومي و تشخيص بر اساس ميزان جريان در يك دستگاه ميكروفلوئيديك، داراي حساسيت و سرعت بيشتري است و ارزان تر ميباشد. او افزود ، ما روش تشخيصي آنتي ژن جديدي بر اساس پديده هاي پايه اي نانو ساخته ايم.

اين روش بخاطر استفاده از روش هاي زيست – عملكرد دار كردن نقاط كوانتومي و تشخيص مبتني بر ميكروفلوئيديكس نسبت به روش هاي مرسوم داراي مزيت هاي گسترده اي ميباشد.

اين روش در فاز مايع و بصورت يك مرحله اي با حداقل زمان انكوباسيون داراي حساسيت بالا مي باشد. در روش حاضر ، محققان با واكنش استرپتاويدين- آويدين نقاط كوانتومي را به آنتي باديهاي پلي كلونال متصل كردند. در صورت وجود آنتي ژن هاي مد نظر در محلول ها اين مجموعه هاي آنتي بادي – نقاط كوانتومي به سرعت به ساختارهاي كولوئيدي خود سامان با اندازه اي 2-1 برابر بزرگتر از اندازه اوليه تبديل مي شوند. اندازه، ساختار و خواص فلورسانس اين ساختارهاي خودسامان برآيندي از غلظت نسبي ملكول هاي آنتي ژن و مجموعه هاي خودسامان است . اين ساختارهاي كولوئيدي را به كمك چندين روش از جمله فلوسيتومتري ، پراكنش نوري فعال و كالتر كانتر مي توان شناسايي كرد. اتصال پروتئين هاي غير اختصاصي به نانو ذرات يكي از مشكلات مطرح است در صورتي كه تعداد زيادي پروتئين در نمونه وجود داشته باشند. اين مسئله در واكنش هاي بين نانو ذرات و مواد بيولوژيك بخوبي شناخته شده است محققان نشان دادند كه اين مشكل را مي‌توان با مهندس دقيق سطوح نانو ذرات جهت كاهش واكنش هاي غير اختصاصي كاهش داد.

آن ها درصددند كه به صورت مجزا دو نوع متفاوت پروتئين را با حساسيت و دقت بالا شناسايي كنند آن ها در حال حاضر مشغول بررسي تشخيص همزمان چندين پروتئين در نمونه هايي مخلوط و پيچيده همچون سرم مي باشند.

نتايج اين مطالعه در Longmuir منتشر شده است.

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 استفاده از نانولوله ها براي اندازه‌گيري تندي غذا  

محققان دانشگاه اكسفورد لندن روش حساسي را ابداع كرده‌اند كه قادر است مقدار كاپسائيسينوئيدها كه ماده تند فلفل است در نمونه‌هاي سس فلفل اندازه گيري كند.در حال حاضر روش مورد استفاده برای اين منظور در صنعت، بكارگيري تعدادي افراد آزمايش گر است که بسيار وابسته به شخص است.

اين روش آشكارا مقدار دقيق كاپسائيسينوئيدها را اندازه‌گيري مي‌كند و نه تنها ارزان‌تر و سريع‌تر از افراد آزمايش گر است بلكه از لحاظ استانداردهاي غذايي دقيق‌تر و قابل اطمينان‌تر است و به راحتي مي توان آن را در خطوط توليد به كار گرفت.

محققان در ابتدا تعدادي از انواع سس‌هاي فلفل را مورد بررسي قرار دادند و اطلاعات مهمي در اين خصوص بدست آوردند. اساس اين روش مبتني بر رقيق كردن نمونه تا حدي است كه 5 نفر آزمايش گر ورزيده قادر به درك تندي آن نباشند. دفعات رقت نسبت اسكوويل ناميده مي‌شود اين نسبت براي سس‌هاي خفيف 8000 – 2500 و براي انواع تند درحد 100هزار است. در اين روش كاپسائيسينوئيدها به درون الكترودهاي نانو لوله‌اي چند ديواره كربني جذب مي شوند.

با اندازه گيري ميزان تغيير جريان الكتريكي در طي روند اكسيداسيون كاپسائيسينوئيدها در اثر واكنش الكتروشيميايي، نسبت اسكوويل محاسبه و تعيين مي‌شود. اين روش كه به نامASV ناميده مي‌شود روشي ساده مبتني بر واكنش‌هاي الكتروشيميايي است و به راحتي تمام انواع ملكول‌هاي تند فلفل را اندازه گيري مي‌كند.

محققان آكسفورد درصددند تا علاوه بر ثبت اختراع خود، زمينه را براي تجاري سازي آن فراهم آورند.

نتايج اين مطالعه در مجله The Analyst منتشر شده است .

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 استفاده از سيستم توليدي انرژي سلولي براي موتورهاي ملكولي  

اخيراً از ميتوكندري سلولها براي تامين انرژي موتورهاي كوچك در سيستم‌هاي ميكروفلوئيديكس استفاده شده است. ميتوكندري‌ها اندامك‌هاي درون سلولي هستند كه با استفاده از گلوكز ماده ATP كه ناقل انرژي شيميايي درون سلولي است مي‌سازند.

اخيراً محققان دانشگاه ادمونتون از ميتوكندري براي ساخت ATP جهت استفاده در موتورهاي ملكولي استفاده كرده‌اند . ابزارهاي ميكروفلوئيديكس جهت ارزيابي جريان مايع در ساختارها و كانالهايي با نظر كمتر از يك ميلي‌متر كاربرد دارند و بيشتر جهت تشخيص‌هاي از راه دور به‌كار مي‌روند. به‌كارگيري موتورها باعث مخلوط شدن مايعات و نقل و انتقال آنها در درون ابزارها مي گردد. از ATP براي تامين انرژي موتورهاي ميكروفلوئيديكس برمبناي پروتئين كاينزين استفاده شده است. اين پروتئين با مصرف ATP حركت مي‌كند.

در حال حاضر ATP درسيستم هاي ميكروفلوئيديكس بوسيله آنزيم پيروات كيناز توليد ميشود اما اين آنزيم داراي كارايي كمي مي باشد و وجود منبعي بهبود يافته جهت توليد ATP همواره مد نظر بوده است.

اين تيم تحقيقاتي دريافتند كه اين با استفاده از ميتوكندري مي توان نيروي مورد نياز براي كاينزين درون يك وسيله دو بخشي تامين كرد. آنها معتقدند كه براي موتورهاي ملكولي درآينده مشكلات زيادي بوجود خواهد آمد و اين كار گامي به سوي ساخت سيستم هاي داراي منبع انرژي گسترده است كه مواد توليدي را ميتوان دوباره به ATP تبديل كرد.

از طرفي سادگي اين سيستم موفقيت آن را در آزمايشگاه‌هايي كه در زمينه ميكروفلوئيديكس تخصص ندارند تضمين كرده است.

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 تقليد از باكتري ها براي توليد نانوذرات مغناطيسي 

محققان آزمايشگاه ايمز متعلق به وزارت انرژي ايالات متحده امريکا، با تقليد از باكتري‌ها درصدد توليد نانوذرات مغناطيسي جهت استفاده در هدفمند ساختن داروها و دارورساني جوهرهاي مغناطيسي، حافظه‌هاي با گنجايش بالا و موتورهاي مغناطيسي مي‌باشند.

توليد صنعتي نانوذرات مغناطيسي در شرايط معمولي مشكل است چرا كه ذرات به سرعت تشكيل شده و خوشه‌هايي جمع شده از ذرات با خواص كريستالي و مغناطيسي نامطلوب ايجاد مي‌گردند.

اندازه نيز مهم است چراكه با كاهش اندازه ذره خواص مغناطيسي آن مخصوصاً با در نظر گرفتن دما، كاهش مي‌يابد. چندين گونه از باكتريها نانوذرات آهن ريز و يك دست با خواص مغناطيسي دلخواه توليد مي‌كنند.

اين باكتري‌ها از پروتئين ويژه‌اي جهت ساخت نانوذرات كريستالي 50 نانومتري بهره مي‌برند. اين كريستال‌ها به كمك غشاءهايي به يكديگر متصل شده تا زنجيره‌اي از ذرات بسازند تا باكتري آن را همچون عقربه قطب نما جهت چرخش خود به كمك ميدان مغناطيسي زمين به‌كار برد.

براي ارزيابي امكان اجراي اين قابليت باكتري محققان مختلفي در آزمايشگاه ايمز گرد هم‌ آمدند. براي شروع، آنها چندين نوع از باكتري هاي مولد نانوذرات مغناطيسي جداسازي نمودند. آنها چندين پروتئين كه به آهن متصل مي‌گردند از جمله Mms6 در اين باكتري‌ها يافتند. اين پروتئين ها بعد از كلون شدن در باكتري ها يافت گرديدند. پروتئين‌ها با غشاءهايي كه كريستال‌هاي مغناطيسي را احاطه كرده‌اند در ارتباط مي‌باشند.

به‌نظر مي‌رسد كه هر گونه از باكتري‌ها ساختار كريستالي مخصوص خود مي‌سازد آنها با به‌كارگيري اين پروتئين‌ها با غلظت‌هاي مختلف مواد واكنش دهنده در محلول آبي درصدد ساخت كريستال‌ها برآمدند اما كريستال‌ها به سرعت تشكيل گرديدند و كوچك بوده و شكل كريستالي خاصي نداشتند لذا آنها از ژل هاي پليمري براي كاهش سرعت واكنش‌ها و كنترل ساخت نانوكريستال‌ها و همچنين كاهش تجمع آنها استفاده كردند.

با رسوب كريستال‌ها ( همراه با تغيير رنگ از زرد به سبز و به سياه) به كمك آهن‌ربا ذرات در ته ظرف جمع‌آوري و جداسازي گرديدند. محققان با ميكروسكوپ الكتروني ساخت نانوذرات را مورد تائيد قرار دادند و مشخص گرديد كه پروتئين Mms6 كريستال‌هاي يكدست شبيه آن چه در طبيعت ساخته مي‌شود را ساخته‌اند و مطالعات پراكنش پودري اشعه X نيز ساختار كريستالي نانوذرات را مورد تائيد قرار داد.

نتايج اين مطالعه در مجلات Physical Review B , ACS Nano منتشر شده است.


[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 ساخت نانوآنتن‌هايي براي نشرهدايت شده نور  

آنتن‌هاي اپتيکي قابليت منحصر به فردي در کنترل نور در مقياس نانو دارند و به کمک آنها مي‌توان نور را به طور موضعي تقويت نموده و مجدداً جهت داد. اين آنتن‌ها ابزار عمده و اصلي توسعه نانوفوتونيک به شمار مي‌آيند. آنتن‌هاي اپتيکي مدهاي پلاسمونيکي دارند و اين مدها را مي‌توان طوري تنظيم نمود که نسبت به گذارهاي الکترونيکي در مولکولهاي مجاور حالت تشديد پيدا کنند. زاويه نشر نور به مد و طرح آنتن بستگي دارد. با انتخاب نوع مناسب آنتن و جهت درست براي آن، مي‌توان نور را در هرجهت دلخواهي هدايت نمود.

جمعي از محققان اسپانيايي براي نخستين بار و با ساخت آنتني که در محدوده اپتيکي کار مي‌کند، موفق به جهت دهي مجدد نور مرئي شدند. اين محققان اميدوارند کاربرد اين آنتن‌ها به ساخت حسگرهاي زيستي کارآمدتر و ساده‌تر منجر شده و بتوان بر اين مبنا چشمه‌هايي تک فوتوني براي ابزارهاي ارتباطي کوانتومي ايجاد نمود.

آنها يک آنتن اپتيکي ساده (از جنس آلومينيوم و ضخامت تنها 80 نانومتر) را نزديک يک مولکول فلورسنت نشردهنده نور قرار داده و دريافتند که با تغيير جفت شدگي نسبت به آنتن، نشرنور اين مولکول را مي‌توان مجدداً در يک زاويه 90 درجه کامل جهت دهي نمود. در اشکال پيچيده تر از اين آنتن‌ها امکان کنترل نور در فواصل بيشتر هم امکانپذير خواهد بود اما ايجاد چنين ساختارهاي نانومقياسي هنوز امکانپذير نشده است.

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 سنتز آزمايشگاهي نانوذرات‌کاربيد تيتانيوم در پژوهشگاه مواد و انرژي  

نانوذره کاربيد تيتانيوم (TiC) با شبکه مکعبي و پارامتر شبکه 4329/0 نانومتر، داراي خواص مطلوب و مورد توجهي است. اين ماده نسبت به ساير کاربيدها، بويژه کاربيد تنگستن که در حال حاضر بطور وسيعي در صنايع ريخته‌گري استفاده مي‌گردد، برتري‌هاي بسياري دارد که از آن جمله مي‌توان به سختي بيشتر‌، وزن کمتر، واکنش‌پذيري پايين‌تر، پايداري حرارتي بالاتر و قيمت مناسب‌تري اشاره کرد. شايان ذکر است که TiC به تنهايي از تافنس پاييني برخوردار بوده و لازم است آنرا با نانوذراتي همچون SiC،TiN ، NbC ، TiB2 ، WC تقويت نمود.

مهندس رضوي دانشجوي دکتري مهندسي مواد پژوهشگاه مواد و انرژي در راستاي پروژه کارشناسي ارشد خود به بررسي و سنتز نانوذرات کاربيد تيتانيوم به عنوان يک سراميک مفيد پرداخته است.

اين کار با استفاده از روش فعال‌سازي مکانيکي صورت گرفته است. ايشان در گفتگو با بخش خبري ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفتند: "در اين پژوهش ابتدا مواد اوليهTiO2 (خالص تجاري و دوده) در زمان‌هاي مختلف در يک آسيا پر انرژي مخلوط شده و به پودر تبديل شدند. پودرهاي بدست آمده پرس شده و در دماهاي مختلف تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند. پيک‌هاي حاصل از XRD نشان مي‌دهند که اندازه کريستال‌هاي سنتز شده در حدود 80 نانومتر مي‌باشند. بعلاوه نتايج حاکي از تاثير زمان آسياب بر دماي تشکيل نانوپودر مي‌باشد، به نحويکه 50 ساعت آسياب‌کاري، سبب تشکيل نانوپودر کريستالي TiC در دمايي بين 1250 تا 1500 درجه سانتيگراد مي‌گردد، اما در مقابل اين اتفاق براي پودرهايي آسياب نشده تا دماي 1500 درجه سانتيگراد نيز رخ نمي‌دهد.

از اين نانوذره مي‌توان در صنايع مادر همانند ريخته‌گري (به عنوان فاز تقويت کننده و همچنين ريزتر کردن ساختار) و کاربري‌هاي صنعتي که نيازمند مقاومت سايشي بالايي مي‌باشند (همانند تيغه‌هاي برش ، نوک مته و ...)، استفاده نمود. با توجه به مواد اوليه و تجهيزات ارزان قيمت موردنياز براي توليد اين ماده مي‌توان گفت که قيمت نهايي آن در مقايسه با محصولات مشابه بسيار مقرون به صرفه مي‌باشد".

رضوي در پايان از همکاري و راهنمايي دکتر رحيمي‌پور و مهندس کابلي تشکر نمود. جزئيات اين پژوهش که از حمايت‌‌‌هاي تشويقي ستاد بهره‌مند شده در مجلة بين‌الملليAlloys and Compounds در سال 2007 منتشر شده است.

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 توليد کوچک‌ترين کليد نوري توسط محققان آي‌بي‌ام 

محققان آي‌بي‌ام کوچک‌ترين کليد نانوفتونيکي را که تا به امروز ساخته شده است، توليد کردند. اين ابزار مبتني بر يک ساختار موجبر اُپتيکي نوسانگر مزدوج است که امکان اتصالات اُپتيکي روي تراشه را فراهم مي‌آورد. اين کار يک گام اصلي ديگر به سمت ايجاد ابزارهاي فوتونيکي اَبَرفشرده و محاسبات تمام‌نوري است.

فنگنيان ژيا يکي از اعضاي اين گزوه پژوهشي در مصاحبه با nanotechweb.org بيان داشت: «بسياري از کليدهاي امروزي هنوز هم مسير الکترون‌ها را باز و بسته مي‌کنند. با در نشر گرفتن تقاضاي روزافزون حافظه‌هاي با چگالي بالا و پردازنده‌هاي سريع، ابزارهاي فتونيکي نانومقياس آينده بايد مسير فوتون‌ها را باز و بسته کنند».

اين ابزار جديد از سيم‌هاي فتونيکي سيليکوني نانومقياس ساخته شده‌اند (450 در 220 نانومتر) و مبتني بر يک موجبر نوسانگر کوپل شده (CROW) هستند. اين موجبر يک ساختار فتونيکي تناوبي است که از پنج نوسانگر مزدوج تشکيل شده است. چنين ساختاري يک شکاف فتونيکي دارد که نوري با طول موج مشخص از آن عبور کرده و نورهايي با طول موج‌هاي ديگر از آن منعکس مي‌شوند.

ژيا توضيح مي‌دهد: «اين کليد از طريق به زدن ويژگي‌هاي نوري يکي از نوسانگرها تغيير حالت مي‌دهد. در اين حالت باند عبوري در حالت «روشن» حذف شده و نور منعکس مي‌شود».

اين کليد همچنين نسبت به تغييرات دما تا مثبت يا منفي 15 درجه سانتي‌گراد حساسيت ندارد، زيرا ساختار CROW يک باند عبوري بزرگ و مسطح (در محدوده 350 گيگاهرتز) دارد. اين يعني تغييرات دمايي باند عبوري را تنها به ميزان کمي جابه‌جا کرده و زماني که کليد در حالت خاموش قرار دارد، سيگنال نوري دست نخورده باقي مي‌ماند. اين عدم حساسيت به تغييرات دمايي در محيط‌هاي واقعي روي تراشه بسيار مهم خواهد بود.

اين کليد در مدت زمان کمتر از 2 نانوثانيه عمل کرده و نرخ خطاي آن کمتر از 12- 10 مي‌باشد.

بنا بر گفته اين گروه پژوهشي يکي از کاربردهاي بالقوه اين ابزار، شبکه‌هاي نوري روي تراشه براي پردازنده‌هاي رايانه چندهسته‌اي است. ژيا توضيح مي‌دهد: «مي‌توان از اين کليد براي مسيردهي سيگنال‌هاي نوري بسيار سريع ميان هسته‌ها استفاده کرد.استفاده از فوتون به جاي الکترون براي ايجاد ارتباط ميان هسته‌هاي مختلف يک پردازنده رايانه‌اي، فرصت‌هاي زيادي ايجاد مي‌کند، اما چالش‌هاي زيادي را نيز شامل مي‌شود».

در حال حاضر گروه پژوهشي آي‌بي‌ام در حال توسعه ابزارهاي فتونيکي سيليکوني ديگري مي‌باشند که براي شبکه‌هاي نوري روي تراشه مورد نياز هستند. آنها همچنين در حال يکپارچه‌سازي اين ابزارها با مدارات CMOS مي‌باشند.

نتايج اين کار پژوهشي در مجله Nature Photonics منتشر شده است.

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 غلبه بر مشکل نويز در نانوابزارها  

نويزهاي با فرکانس پايين يک مشکل بزرگ در ابزارهاي نانومقياس هستند، اما محققان آي‌بي‌ام کشف کرده‌اند که مي‌توان با استفاده از ابزارهاي ساخته شده از گرافن دولايه، بر اين مشکل غلبه کرد. اين نتايج بدين معني هستند که اين مواد که کاملاً با گرافن يک لايه تفاوت دارند، براي کاربردهايي که بايد ميزان نويز پايين باشد (همانند حسگرها و ابزارهاي ارتباطي)، ايده‌آل هستند.

يومينگ لين و فادون آووريس در مرکز تحقيقاتي T J Watson آي‌بي‌ام با کشف خود يکي از مشکلات کليدي در زمينه نانوالکترونيک را با استفاده از گرافن حل کرده‌اند. اين محققان ثابت کرده‌اند که نوسانات الکتريکي اتفاقي يا نويز را مي‌توان در ابزارهاي گرافن دولايه‌اي از بين برد.

قانون هوگ

به طور ايده‌آل، نويز در يک ابزار (که توسط بارهاي الکتريکي که به روشي غيرقابل پيش‌بيني و غير قابل کنترل حرکت مي‌کنند، ايجاد مي‌شود) بايد در مقايسه با سيگنال جريان اصلي قابل چشم‌پوشي باشد. با اين حال در ابزارهاي نانومقياس اين نويز با کاهش اندازه ابزار به طور معکوس تغيير مي‌کند. اين روند که توسط قانون هوگ بيان شده است، بدين معناست که با کوچک‌تر شدن ابزار، نويز افزايش مي‌يابد. لين توضيح مي‌دهد: «بنابراين اين نويز در نانوابزارهاي حاوي تنها چند اتم، مي‌تواند بزرگ‌تر از سيگنال جريان بوده و عملاً ابزار را بدون استفاده سازد».

وي در مصاحبه با nanotechweb.org بيان داشت: «کار ما نشان مي‌دهد که گرافن دولايه براي ساخت ابزارها و مدارات نانومقياس مفيد است.به علاوه مي‌توان از اين نتايج براي درک چگونگي کاهش نويز در ابزارهاي نانومقياس ديگر بهره برده و در نتيجه کارايي آنها را گسترش داد». لين و آووريس اين نتايج را با استفاده از گرافن تک‌لايه و ‌دولايه‌اي که ساخته بودند، به دست آوردند. ورقه‌هاي گرافن با استفاده از تورق مکانيکي گرافيت بسيار منظم (ماده مورد استفاده در مداد) به دست آمدند.

«عايق نويز»

يک ابزار اثر زمينه ساخته شده از يک تک‌ورقه گرافن از قانون هوگ پيروي مي‌کند. اين رفتار در ترانزيستوريهاي سيليکوني و نانولوله‌هاي کربني نيز ديده مي‌شود. با اين حال نويز در ابزار مشابهي از دو لايه گرافن ساخته شده بود، وجود نداشت. بنا بر گفته لين و آووريس، به دليل جفت شدن الکتريکي قوي ميان دو لايه گرافن از بروز نويز جلوگيري مي‌شود. لين مي‌گويد: «اين جفت شدن دخالت منابع نويز را خنثي کرده و اين سيستم به عنوان يک «عايق نويز» عمل مي‌کند».


[External Link Removed for Guests]   

[yasermym]

 رکورد جديد براي نانوکليدهاي فعال‌شونده با نور  
به تازگي دانشمندان چيني نانوکليد‌هاي نوري‌اي ساخته‌اند که نسبت روشن/خاموش آنها بسيار بالا مي‌باشد. اين ابزارها که با استفاده از پرتو فوق‌بنفش کليد‌زني مي‌شوند، در آينده براي کاربردهاي مربوط به محاسبات و پردازشِ داده‌ي نوري، بسيار سودمند خواهند بود.

با توجه به ظهور مشکلات فزاينده در ميکروالکترونيک سيليکوني، اميد مي‌رود تا ابزارهاي الکترونيکي نانومقياس جايگزيني مناسب براي اين فناوري باشند. البته هنوز اکثر کليدهاي نانومقياس با استفاده از يک ميدان الکتريکي کليد‌زني مي‌شوند، اما با تقاضاي موجود در زمينه چگالي‌ ذخيره‌ي اطلاعاتِ بالا و همچنين پردازش داده‌ي سريع، ابزارهاي نانومقياسِ آينده بايد در کليد‌زني خود از نور بهره بگيرند.

اخيراً ليدونگ لي از دانشگاه علم و فناوري پکن به همراه همکارانش نانوکليدي ساخته‌ است که در ساختمان آن از يک عايق آلي (پولي‌استيرن يا پولي‌متيلمتاکريلات) که در حد فاصل بين اکسيدِ ايندوم قلع (indium tin oxide) و طلا قرار گرفته است، استفاده مي‌شود. نسبت کليدزني روشن/خاموشِ اين ابزار حتي در چگالي توانِ پايين (۵-۱۰ وات بر سانتيمتر مربع، زماني که تحت تابش UV قرار مي‌گيرد)، ۱۰۶ مي‌باشد، درحاليکه اين مقدار براي کليدهاي نوري پيشين که نياز به چگالي تواني بيش از ۳-۱۰ وات بر سانتيمتر مربع دارند، کمتر از۱۰۳ مي‌باشد. اين مزيت براي کاربردهاي محاسبات و پردازش داده‌ي نوري بسيار مهم مي‌باشد.

محققان مذکور، کليد نوري خود را از طريق پوشش‌دهي چرخشي لايه آلي ذکر شده در بين دو لايه‌ي ديگر توليد نمودند. سپس، آنها ابزار مزبور را به منظور شکل‌گيري رشته‌هاي فلزي در لايه‌ي عايقِ آلي، تحت ميدان الکتريکي «فعال‌سازي» کردند. رشته‌هاي مذکور مانند يک ماده‌ي حساس به UV عمل مي‌کنند و به اين شکل، تحت تابش UV، جريان از ابزار عبور نکرده (حالت خاموش) و با حذف تابش، جريان مي‌تواند از آن عبور کند (حالت روشن).

لي در اين باره مي‌گويد: «به دليل کليدزني دودويي اين نانوکليدهاي نوري، مي‌توان از آنها در مدارهاي منطقي کنترل شونده با نور بهره گرفت. علاوه بر اين، از آنجايي که ترانزيستورهاي اثر-ميداني آلي (OFETs) و خازن‌هاي آلي نيز در ساختار خود از لايه‌هاي الکترودِ فلزي و همچنين لايه‌هاي عايق آلي استفاده مي‌کنند، مي‌توان اين راهکار را براي توسعه‌ي قابليت کليدزني نوري OFETها و يا براي ساخت حافظه‌هاي داراي کنترلِ دوگانه (نوري و الکتريکي) به کار گرفت.»

هم‌اکنون لي و همکارانش قصد دارند تا زمان پاسخ اين نانوکليدها به پرتو UV را کاهش دهند.

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 استفاده از نانوتوپ‌هاي پفکي در پيلهاي خورشيدي 
جمعي از محققاني که در دانشگاه واشنگتن آمريکا فعاليت دارند، با ابداع روشي جديد و استفاده از کره‌هاي پفکي توانستند بازدهي تبديل نور به الکتريسيته در پيل‌هاي خورشيدي را تا دوبرابر افزايش دهند. اين در حالي است که نمونه‌هاي آزمايشگاهي موجود تنها مي‌توانند يک دهم نور فرودي را به برق تبديل کنند که معادل نصف بازدهي پيل‌هاي خورشيدي سيليکوني تجاري است.

اين محققان ابتدا دانه‌هاي بسيار ريزي از اکسيد روي به ابعاد 15 نانومتر تهيه نمودند و از کنار هم قرار دادن آنها توده‌هاي بزرگتر رنگ شده اي (با چگالي سطح داخلي هزار فيت مربع در هر گرم) به ابعاد 300 نانومتر ساختند که موجب پراکنده شدن نور نور فرودي وطي مسافت بيشتري درون پيل خورشيدي مي‌شد. در نهايت بازدهي کل فرآيند از 4,2 به 2,6 (چيزي بيش از دو برابر روشهاي مرسوم) رسيد که بسيار فراتر از حد انتظار بود. در حال حاضر با توجه به پايداري شيميايي کمتر اکسيد روي دانشمندان سعي دارند تا اين روش را در پيل‌هاي خورشيدي اکسيد تيتانيوم به کار برند و به اين ترتيب بازدهي آنها را به چيزي به مراتب بيش از مقدار 11درصد کنوني افزايش دهند.

[External Link Removed for Guests]