211service.com
Fra Labs: Nanoteknologi
Nanowire computing
En praktisk metode til nanotråd-baserede CMOS-kredsløb
Dette nanotråd-baserede CMOS-kredsløb (nanotrådene er for små til at se) kan føre til mindre, mere kraftfulde computere. (Med tilladelse fra Dunwei Wang)
Kilde: Complementary Symmetry Silicon Nanowire Logic: Power-Efficient Inverters with Gain
Dunwei Wang et al.
Lille 2 (10): 1153-1158
Denne historie var en del af vores november 2006-udgave
- Se resten af problemet
- Abonner
Resultater: Caltech-forskere har lavet silicium-nanowire-baserede logiske kredsløb, der ligner de komplementære metal-oxid-halvlederkredsløb, der bruges i computerchips. Sådanne kredsløb kombinerer to slags transistorer, der reagerer på modsatte måder til elektroniske signaler - et nyttigt arrangement til energieffektive chips. Fordi den nye metode kan producere begge typer transistorer på en enkelt overflade, kan den være velegnet til masseproduktion.
Hvorfor det er vigtigt: På grund af deres lille størrelse og fremragende elektroniske egenskaber kan siliciumnanotråde muliggøre ultrafølsomme håndholdte sensorer til at opdage kræft eller identificere biologiske farer. Hvad mere er, kan nanotrådene føre til mere kraftfulde, energieffektive computerchips. Men tidligere prototyper af nanotråd-baserede kredsløb blev lavet ved hjælp af teknikker, der ikke egner sig til batchbehandling. De nye metoder kunne gøre nanotrådskredsløb praktiske at fremstille.
Metoder: For at lave p- og n-type transistorer, de to typer, der er nødvendige i CMOS-kredsløb, skabte forskere først et skakternet mønster af p- og n-type silicium: de dopede tilstødende firkanter med forskellige dopingmidler ved hjælp af fotolitografi-producerede masker. Derefter ved hjælp af en metode, de tidligere havde udviklet, ætset forskerne selektivt silicium væk for at danne ordnede arrays af nanotråde. Til sidst forbandt de disse nanotråde ved hjælp af e-beam litografi for at danne transistorer og en grundlæggende type logisk kredsløb kaldet en inverter.
Næste skridt: Til masseproduktion vil forskerne erstatte e-beam litografien med den hurtigere metode til fotolitografi. De skal også demonstrere, at en eksperimentel proces til fremstilling af partier af nanowire-arrays, kaldet nano-imprinting, vil fungere i storskalaproduktion.
Smart nanostørrelse beholdere
Nanopartikler kunne signalere, når de er inde i bestemte typer celler, hvilket fører til nye diagnostiske og behandlingsmetoder
Kilde: Toward Intelligent Nanosize Bioreactors: A pH-Switchable, Channel-Equiped, Functional Polymer Nanocontainer
Pavel Broz et al.
Nano bogstaver 6 (10): 2349-2353
Resultater: Forskere i Schweiz har lavet 200 nanometer brede beholdere oversået med porer, hvis vægge er lavet af bakterielle proteiner. De demonstrerede, at disse nanobeholdere kan kontrollere placeringen og varigheden af et fluorescerende signal - kun lyser op, når surhedsgraden i deres miljø matcher den inde i cellestrukturer kaldet lysosomer, som fordøjer fremmede materialer, der kommer ind i en celle.
Hvorfor det er vigtigt: Arbejdet viser, at nanopartikler, der bruger aktive porer, kan reagere på miljømæssige signaler, såsom surhed, for at udføre nyttige funktioner. I en applikation ville pH-følsomme nanobærere kun lyse op, når de stødte på lysosomer, hvilket sikrede, at de var nået til indersiden af celler. Forskerne viste tidligere, at bærerne kan låse sig fast på bestemte typer celler, såsom makrofager, hvilket tyder på, at et sådant system kunne bruges til at identificere specifikke celler i en laboratorieprøve. Med nogle modifikationer kan det også bruges til kun at frigive et lægemiddel inde i målrettede celler, hvilket gør lægemiddelbehandling mere effektiv og reducerer bivirkninger ved at beskytte nærliggende væv.
Metoder: Specialdesignede polymerer kombineret med bakterielle proteiner samler sig selv for at danne beholderne, mens tilsatte enzymer, der nedbryder visse forbindelser og får dem til at fluorescere, fanges inde. Porernes størrelse forhindrer enzymerne i at undslippe, men lader forbindelser gradvist komme ind i beholderen for at blive nedbrudt, hvilket skaber et langvarigt signal, der er begrænset til beholderne. pH-følsomheden er et resultat af to faktorer: Enzymerne fungerer bedst ved lysosomale surhedsgrader, og porerne, som er åbne under de fleste forhold, lukker ved for høje syrekoncentrationer.
Næste skridt : Forskningen kræver yderligere tests for at bekræfte, at nanopartiklerne virker i levende individer. For potentielle lægemiddelleveringsapplikationer vil forskerne parre lægemidler med specifikke cellulære mål og udvikle en frigivelsesmekanisme; det kunne være baseret på syntetiske porer, der forbliver lukkede i neutrale og alkaliske miljøer såvel som meget sure miljøer, der kun åbner i det særlige pH-område på indersiden af et lysosom.