Нанотехнология - относительно молодая область науки. Но она уже успела получить свое распространение во многих областях жизни и даже в медицине. Наш научно-популярный портал посвящен именно этой перспективной области науки и техники, так же нанороботам и всему, что связано с нанотехнологиями.
Масса полезной и интересной информации - от истории до последних достижений. Просто и доступно о сложном. Удачного путешествия по нашему порталу!
 
 
 

 

Атомная игла ощупывает химию поверхности и снимает нановидео

Атомные силовые микроскопы существуют давно и, кажется, отработаны в совершенстве. Тем интереснее появление новинки, превосходящей прежние системы по всем параметрам и, к тому же, впервые способной снимать видео в наномасштабе.

Атомные силовые микроскопы способны показывать поверхность образцов практически на молекулярном уровне. Существует несколько вариантов таких устройств, но всех их объединяет одно – сверхтонкая игла, сужающаяся на острие едва ли не до единственного атома. Эта игла, говоря упрощённо, ощупывает рельеф изучаемой поверхности.

Она приводится в движение очень чувствительным и прецизионным приводом, который управляется компьютером. Дальше начинаются вариации – как именно снимать эти движения иглы (в частности, тут используется лазер и зеркала), и вообще – точно позиционировать её при движении вдоль образца.

Например, в ряде моделей игла управляется с помощью обратной связи по величине туннельного тока – потока электронов, проскакивающих между иглой и образцом при приближении иглы почти до касания поверхности.

И всё же результат работы такой машины один: геометрия поверхности, построенная компьютером после сканирования (последовательного прохода иглой большого ряда "дорожек", словно луч в кинескопе телевизора).

На днях же американцы показали необычный атомный микроскоп, который не просто на голову превосходит прежние модели по ключевым параметрам, но в единственном проходе получает сразу: рельеф образца, его физические и некоторые химические свойства.

Называется эта новая удивительная система "Интегрированный считывающий и активный чувствительный к усилию наконечник" (Force sensing Integrated Readout and Active Tip — FIRAT).

Глава проекта, доктор Левент Дегертекин (Levent Degertekin) из школы инжиниринга Вудруфа института технологии Джорджии, говорит, что этот аппарат работает в 100 раз быстрее, чем все прежние типы атомных силовых микроскопов.

"Я думаю, что эта технология, в конечном счёте, заменит сегодняшние виды атомных микроскопов", — заявляет доктор Дегертекин.

FIRAT устраняет два главных неудобства прежних систем: в отличие от них он способен работать так быстро, что может даже снимать нановидеоролики, а кроме того, он одновременно выдаёт ещё и информацию о физико-химических особенностях поверхности.

Как говорят авторы агрегата, FIRAT работает как помесь палки Пого (на которую встают и прыгают, отталкиваясь от земли) и микрофона.

В одном варианте исследования мембрана с острым наконечником перемещается к образцу, но ещё до того, как касается его, испытывает с его стороны силу молекулярного притяжения. И как диафрагма микрофона новый сенсор чувствует эти свои отклонения ещё на дистанции.

А когда наконечник дотрагивается до поверхности, её эластичность и прочность определяют прогиб материала под иглой – её колебания.

В результате, обрабатывая сигнал о положении иглы во время сканирования, учёные могут получить массу данных. Не только рельеф образца, но и карту адгезии, прочности, эластичности, вязкости. "Фактически, мы можем получить всё", — говорит Дегертекин.

Интересно, что авторы FIRAT сумели уменьшить размер привода сканирующего наконечника до размеров иголки, вместо прежних очень крупных узлов. А снижение инерционности привода позволило новой машине проходить до 60 линий, идущих поперёк образца, каждую секунду.

Новая технология окажется неоценимой для многих типов исследований, в особенности для измерения параметров микроэлектронных устройств и наблюдения в режиме реального времени за биологическими взаимодействиями в молекулярном масштабе.

Самое примечательное в изобретении – новая система сканирования может быть добавлена без кардинальных переделок к существующим атомным силовым микроскопам.

 

 

 

Ученые-иммунологи из онкологического центра Киммель при Университете имени Томаса Джефферсона, США, создали с помощью нанотехнологий биосенсор, позволяющий решить одну из проблем иммунологии: как Т-клетки иммунной системы находят и и такуют патогенные вирусы.
22.03.2007
Микросенсор, созданный в Университете Альберты, США, поможет следить за состоянием имплантов и протезов бедра. Беспроводный микросенсор, получающий питание от кинетического движения тела пациента, настолько мал, что может уместиться на кончике шариковой ручки.
01.01.07
Одна из проблем, часто встающих перед исследователями, работающими с объектами нанометровых размеров, - это манипулирование ими. Сегодня для этой цели применяют атомно-силовые и сканирующие туннельные микроскопы, которые недостаточно гибки в управлении.
01.01.07
Наноеда (nanofood) – термин новый, малопонятный и неказистый. Еда для нанолюдей? Очень маленькие порции? Еда, сработанная на нанофабриках? Нет, конечно. Но всё же это — любопытное направление в пищевой отрасли
01.01.07