Ficando com fios com Nanowires - dummies

Nanowires são simplesmente muito fios pequenos. Eles são compostos de metais como prata, ouro ou ferro, ou semicondutores, como silício, óxido de zinco e germânio. As nanopartículas são usadas para criar esses pequenos nanofios, que podem ter um diâmetro tão pequeno quanto 3 nanômetros.

Nanofones crescentes

A produção de nanofios é semelhante aos nanotubos; requer a utilização de uma partícula de catalisador em uma câmara de reação aquecida. Para desenvolver nanofios compostos de nitreto de gálio, pesquisadores da Universidade de Harvard gastam nitrogênio gasoso e gálio vaporizado através da câmara de reação contendo um alvo de ferro. As nanopartículas de ferro são vaporizadas a partir do alvo por um laser para atuar como catalisador. As moléculas de gálio e nitrogênio se dissolvem na nanopartícula de ferro. Quando você recebe tanto gálio e nitrogênio na partícula que começa a suar fora da superfície, as moléculas precipitam na superfície da partícula onde se combinam para cultivar o nanofato.

Quando você cresce qualquer nanofre, os materiais que você usa devem ser solúveis na nanopartícula de catalisador. Por exemplo, para cultivar nanofios de silício, uma nanopartícula de catalisador de ouro é usada porque o silicone se dissolve em ouro.

Para crescer arrays de nanofios - ótimo para fazer dispositivos eletrônicos ou sensores - você pode usar nanopartículas de catalisador posicionadas em um substrato sólido, em vez de nanopartículas em um vapor. Por exemplo, pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia usaram nanopartículas de ouro em uma superfície de safira como catalisadores para desenvolver arrays de nanofios compostos de óxido de zinco. Ao alterar o tamanho das nanopartículas de ouro, eles são capazes de controlar se os nanofios crescem inclinados verticalmente em um ângulo de 60 graus acima da superfície, ou horizontalmente ao longo da superfície.

Nanowires no trabalho

Vários grupos de pesquisa demonstraram o uso de nanofios para criar dispositivos de memória e transistores. Pesquisadores da Hewlett-Packard e da Universidade da Califórnia em Los Angeles demonstraram que uma célula de memória pode ser formada na interseção de dois nanofios. Usando um conjunto um pouco mais complicado de nanofios, eles também trouxeram um dispositivo semelhante a um transistor chamado um trinco da barra transversal.

Folks na Universidade do Sul da Califórnia e no Centro de Pesquisa Ames da NASA demonstraram um dispositivo de memória que usa nanofios de óxido de índio. Eles estão prevendo que este dispositivo poderá armazenar 40 gigabits por centímetro quadrado, o que é uma grande quantidade de dados pelos padrões de qualquer pessoa.

Construir transistores e dispositivos de memória usados ​​em chips de computadores a partir de materiais sobre a largura de um nanômetro, como os nanofios, é chamado eletrônica molecular.

Enquanto isso, na Universidade de Harvard, eles demonstraram um sensor baseado em nanofios que pode detectar doenças em amostras de sangue. A parte de trabalho do sensor é um nanofixo que foi funcionalizado, anexando-lhe determinadas moléculas de ácido nucleico. As moléculas de ácido nucleico se ligam a um gene de fibrose cística se estiver presente numa amostra de sangue. Quando isso acontece, a condutância dos nanofios muda. A mudança na condutância de nanofios faz com que uma corrente flua.

Este tipo de sensor tem o potencial de fornecer análise imediata de amostras de sangue para uma variedade de doenças, possivelmente correto no consultório do seu médico com apenas um pinpick em seu dedo. Isso é muito mais conveniente do que dar frascos cheios de sangue e esperar que um teste volte de um laboratório. Além disso, esse sensor é altamente sensível e pode detectar doenças que nunca antes conseguimos detectar ou detectar vírus em uma fase anterior.

Mas há um grande desafio para pesquisadores que desenvolvem esta técnica, seja com nanofios ou nanotubos: eles precisam encontrar uma maneira de tornar os sensores seletivos e evitar sinais falsos. Na demonstração de Harvard, eles fizeram isso usando um ácido nucleico específico que só se unisse ao gene da fibrose cística.

Finalmente, pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, bem como pessoas do Instituto Max Planck, estão investigando o uso de nanofios para aumentar a densidade de um meio de gravação magnética (como as unidades de disco usadas nos computadores). Ambos os grupos conseguiram depositar arrays de nanofios magnéticos - e seu trabalho mostra que é viável usar esse tipo de estrutura para armazenar informações com uma densidade muito maior que as unidades de disco atuais. No entanto, outros pesquisadores estão investigando a idéia de usar certos arranjos de nano partículas para fazer o mesmo que os nanofios. É um lance sobre qual idéia ganhará.