Lấy dây với dây nano - núm vú

Các dây nano chỉ đơn giản là rất dây nhỏ. Chúng bao gồm các kim loại như bạc, vàng, hoặc chất sắt, hoặc chất bán dẫn như silic, oxit kẽm, và gecmani. Các hạt nano được sử dụng để tạo ra những dây nano nhỏ này, có thể có đường kính nhỏ tới 3 nanomet.

Các dây nano đang phát triển

Việc sản xuất dây nano tương tự như ống nano; nó đòi hỏi phải sử dụng một hạt xúc tác trong một buồng phản ứng nóng. Để phát triển các dây nano gồm gallium nitride, các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard đã làm cho khí nitơ và gallium bay hơi qua buồng phản ứng có chứa một mục tiêu sắt. Các hạt nano sắt được bay hơi từ mục tiêu bằng một laser để hoạt động như một chất xúc tác. Cả hai phân tử gali và nitơ hòa tan trong hạt sắt nano. Khi bạn nhận được rất nhiều gallium và nitơ trong hạt mà nó bắt đầu chảy ra từ bề mặt, các phân tử kết tủa lên bề mặt của hạt nơi chúng kết hợp để phát triển dây nano.

Khi bạn trồng bất kỳ dây nano nào, vật liệu bạn sử dụng phải được hòa tan trong hạt nanô chất xúc tác. Ví dụ, để phát triển các dây nano silic, một hạt nanô xúc tác vàng được sử dụng vì silic hòa tan trong vàng.

Để phát triển mảng dây nano - lý tưởng cho việc tạo ra các thiết bị điện tử hoặc cảm biến - bạn có thể sử dụng các hạt nano xúc tác đặt trên một chất nền chắc chắn hơn là các hạt nano trong một hơi. Ví dụ, các nhà nghiên cứu tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia đã sử dụng các hạt nano vàng trên bề mặt sapphire làm chất xúc tác để phát triển mảng các dây nano gồm oxit kẽm. Bằng cách thay đổi kích cỡ hạt nano vàng, họ có thể kiểm soát xem các dây nano có bị nghiêng theo chiều thẳng đứng ở góc độ 60 độ so với bề mặt hay ngang dọc theo bề mặt.

Việc xây dựng bóng bán dẫn và các thiết bị bộ nhớ được sử dụng trong các chip máy tính từ vật liệu có chiều rộng 1 nanomet, như các dây nano, được gọi là điện tử phân tử

.

Trong khi đó tại Đại học Harvard, họ đã chứng minh được một cảm biến dựa trên dây nano có thể phát hiện bệnh trong các mẫu máu. Phần làm việc của bộ cảm biến là một dây nano đã được chức năng hoá bằng cách gắn một số phân tử axit nucleic vào nó. Các phân tử axit nucleic liên kết với một gen gây xơ nang nếu nó có mặt trong một mẫu máu. Khi điều này xảy ra, độ dẫn của dây nano thay đổi. Sự thay đổi độ dẫn dây nano gây ra hiện tượng dòng chảy.

Loại cảm biến này có khả năng cung cấp phân tích ngay lập tức các mẫu máu cho nhiều bệnh khác nhau, có thể ngay tại văn phòng bác sĩ của bạn chỉ với một ngón tay. Điều đó thuận tiện hơn nhiều so với cho các lọ đầy máu và chờ đợi một bài kiểm tra để trở lại từ phòng thí nghiệm. Thêm vào đó, cảm biến này rất nhạy cảm và có thể phát hiện các bệnh mà chúng tôi chưa bao giờ có thể phát hiện trước đây, hoặc phát hiện virus ở giai đoạn sớm hơn. Nhưng có một thách thức lớn đối với các nhà nghiên cứu phát triển kỹ thuật này, với các dây nano hoặc ống nano: Họ phải tìm cách để làm cho các bộ cảm biến được chọn lọc và ngăn chặn các tín hiệu giả. Trong cuộc trình diễn của Harvard, họ đã làm điều này bằng cách sử dụng một axit nucleic cụ thể chỉ liên kết với gen gây xơ nang.

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia, cũng như những người ở Viện Max Planck, đang điều tra việc sử dụng các dây nano để tăng mật độ của phương tiện ghi âm từ (như các ổ đĩa dùng trong máy tính). Cả hai nhóm đều có thể gửi các mảng dây nano từ - và công trình của họ cho thấy khả năng sử dụng loại cấu trúc này để lưu trữ thông tin ở mật độ cao hơn nhiều so với các ổ đĩa hiện tại. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu khác đang điều tra ý tưởng sử dụng sự sắp xếp nhất định của các hạt nano để làm những điều tương tự như các dây nano. Đó là một sự quật ngã theo ý tưởng nào sẽ thắng.