Die Anwendungen von Nano-Sensoren
Ein großer Teil der Potenziale der Nanotechnologie ist gut in die Zukunft und ein wenig Trekkie klingen, aber nicht im Fall von Sensoren. In der Tat verwenden die Hersteller derzeit Nanosensoren auf verschiedene Weise zu bauen, einschließlich der folgenden:
Sensoren unter Verwendung von Halbleiter-Nanodraht Erfassungselemente: Diese Sensoren sind in der Lage eine Reihe von chemischen Dämpfen festzustellen. Wenn Moleküle Bindung an Nanodrähten aus Halbleitermaterialien, wie beispielsweise Zinkoxid, die Leitfähigkeit der Draht Änderungen vorgenommen. Der Betrag, der die Konduktanz ändert und in welcher Richtung auf dem Molekül an den Nanodraht gebondet abhängt.
Zum Beispiel reduziert die Stickstoffdioxidgas, wieviel Strom der Draht führt und Kohlenmonoxid erhöht die Leitfähigkeit. Forscher können einen Sensor zu kalibrieren, um zu bestimmen, welche Chemikalie in der Luft vorhanden ist, indem gemessen wird, wie die Stromänderungen, wenn eine Spannung über den Nanodraht aufgebracht wird.
Halbleitende Kohlenstoff-Nanoröhren: Um chemische Dämpfe erkennt, können Sie erste Kohlenstoff-Nanoröhren zu funktionalisieren, indem sie mit Molekülen aus einem Metall, wie Gold zu binden. Moleküle Chemikalien binden dann an das Metall, um die Leitfähigkeit des Kohlenstoff-Nanoröhrchens zu verändern. Wie bei den Halbleiter-Nanodrähte, die Menge, die die Leitfähigkeit und seine Richtung ändert an dem Molekül an das Nanoröhrchen-Bindungen, die abhängig ist. Diese Art von Sensor ist nun im Handel erhältlich.
Kohlenstoff-Nanoröhren und Nanodrähte, die Bakterien oder Viren zu erkennen: Diese Materialien können auch Bakterien oder Viren verwendet werden, zu erfassen. Zuerst die Kohlenstoff-Nanoröhren zu funktionalisieren durch einen Antikörper gegen sie zu befestigen. Wenn die passenden Bakterien oder Virus-Bindungen an einen Antikörper, der Leitwert des Nanoröhrchens ändert.
In diesem Prozess befestigen Sie Nanoröhrchen Metallkontakte in dem Detektor und eine Spannung an die Nanoröhre anwenden. Wenn ein Bakterium oder Virus Bindungen zum nanotube, ändert sich der Strom und erzeugt ein Detektionssignal. Forscher glauben, dass dieses Verfahren eine schnelle Möglichkeit bieten soll Bakterien und Viren zu erkennen.
Eine vielversprechende Anwendung dieser Technik ist die Überprüfung für Bakterien in Krankenhäusern. Wenn das Krankenhauspersonal vor Ort können Bakterien kontaminiert, können sie in der Lage sein, die Zahl der Patienten zu reduzieren, die Komplikationen wie Staph-Infektionen zu entwickeln.
Nanocantilevern: Diese Geräte werden eingesetzt, Sensoren zu entwickeln, die einzelne Moleküle erkennen kann. Diese Sensoren nutzen die Tatsache, dass die Nanospitze bei einer Resonanzfrequenz oszilliert, die ändert, wenn ein Molekül auf der Cantilever landet, sein Gewicht zu verändern. Das Beschichten eines Auslegers mit Molekülen wie Antikörpern, dass Bindung an eine bestimmte Bakterien oder Viren bestimmt, welche Bakterien oder Viren auf den Ausleger verbinden wird.
Ein Beispiel von Nanopartikeln in Sensoren verwendet wird, ist ein Wasserstoffsensor, der eine Schicht aus eng beabstandeten Palladium-Nanopartikel enthält, die durch eine beading Wirkung ähnlich wie Wassersammel auf einer Windschutzscheibe ausgebildet sind. Wenn Wasserstoff absorbiert wird, schwellen die Palladium-Nanopartikel, die den Widerstand der Palladiumkurzschlüsse zwischen Nanopartikeln und senkt verursacht.
Eine weitere Verwendung von Nanopartikeln in der Detektion von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs). Forscher haben festgestellt, dass Metallnanopartikel aus Substanzen wie Gold in einem Polymerfilm durch Einbetten, ein VOC Nanosensor erstellen.
Sensoren sind auch Moleküle entwickelt, zu detektieren, die angeben, dass eine bestimmte Krankheit in einer Blutprobe vorhanden ist.