ساخت نانوگیتی که می تواند نقش سنسور یا ممریستور را ایفا کند
انجمن پارسیان: نانوگیت الکتریکی توسط پژوهشگران دانشگاه اوزاکا توسعه یافته که دریچه ای به طرف سنسوری پیشرفته و واکنش های شیمیایی کنترل شده باز می کند.
به گزارش انجمن پارسیان به نقل از ایسنا، محققان دانشگاه اوزاکا موفق به توسعه یک نانوگیت (دریچه نانومتری) شده اند که می تواند با اعمال جریان الکتریکی باز یا بسته شود. این فناوری نوین، پتانسیل بالایی برای کاربردهای مختلف همچون سنسوری و کنترل واکنش های شیمیایی دارد.
این نانوگیت از یک حفره بسیار کوچک در یک غشای نیترید سیلیکون تشکیل شده است که در یک سلول جریان روی تراشه قرار گرفته و محلول هایی در دو طرف غشاء تزریق می شوند.
با اعمال ولتاژ به سلول جریان بوسیله الکترودهای روی تراشه، جریان یونی که نشان دهنده انتقال یون ها از میان حفره است، اندازه گیری می شود. این جریان یونی به یون های موجود در محلول های دو طرف غشاء حساس است و بنابراین، جریان یون ها و رسوب یا انحلال ترکیبات فلزی در حفره را می توان به دقت کنترل کرد.
مکاسو تسوتسویی، نویسنده اصلی این مطالعه، توضیح می دهد: رسوب ها تحت ولتاژ منفی رشد کرده و حفره را می بندند که موجب کاهش جریان یونی می شود. با معکوس کردن قطبیت ولتاژ، رسوب ها حل شده و حفره باردیگر باز می شود.
در وضعیت خاص، تشکیل رسوبی که حفره را می بندد، بالاترین نسبت یکسوکنندگی (rectification ratio) را به وجود می آورد که معیاری برای تمایل یون ها به حرکت در یک جهت است. این بالاترین نسبت گزارش شده تا حالا برای یک دستگاه نانوسیالی است.
علاوه بر عملکرد به عنوان یکسوکننده، این سیستم می تواند به عنوان ممریستور (memristor) نیز عمل کند؛ یعنی اثر حافظه ای در رابطه بین جریان و ولتاژ مشاهده می شود. این رفتار ممریستوری ناشی از رسوب و انحلال متوالی مواد در حفره است.
همچنین، واکنش های درون حفره را می توان برای تشخیص مولکول های زیستی تنظیم کرد. این توانایی با بهره گیری از DNA نشان داده شده است، بطوریکه سیستم سیگنال های خروجی متمایزی را هنگام عبور مولکول های DNA از حفره نشان میدهد.
توموجی کاوایی، نویسنده ارشد این مطالعه، می گوید: توانایی کنترل دقیق اندازه حفره با بهره گیری از ولتاژ اعمالی، امکان تنظیم منفذ برای آنالیت های خاص را بلا فاصله پیش از انجام اندازه گیری ها فراهم می آورد. ما همین طور پیش بینی می نماییم که این رویکرد می تواند برای توسعه سیستم های واکنشی بمنظور دستیابی به ترکیبات شیمیایی جدید استفاده گردد.
استفاده از غشایی با یک حفره کنترل شده در دستگاه های الکتروشیمیایی نانوسیالی، نگاهی همه کاره است که می تواند برای کاربردهای خاص همچون سنسوری، واکنش های شیمیایی و محاسبات نورومورفیک (شبیه سازی مغز) تنظیم شود.
به نقل از ستاد نانو، نتایج این مطالعه در نشریه Nature Communications انتشار یافته است و می تواند راه را برای توسعه تکنولوژی های جدید در عرصه های مختلف علمی و صنعتی هموار کند.
این پست را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این پست