Nanosensor

Le Nanosensors sont tous les points sensoriels biologiques, chimiques, ou de sugery employés pour donner des informations sur le Nanoparticles au monde macroscopique du . Bien que les humains n'aient pas encore pu synthétiser des nanosensors, les prévisions pour leur usage incluent principalement de divers buts médicinaux et comme passages à établir d'autres nanoproducts, tels que les puces qui fonctionnent au nanoscale et au Nanorobots actuellement, il y a plusieurs manières proposées pour faire des nanosensors, y compris la lithographie de haut en bas de , l'assemblée de bas en haut , et l'individu-assemblée moléculaire .

Applications prévues

Les utilisations médicinales des nanosensors tournent principalement autour du potentiel des nanosensors d'identifier exactement les cellules ou les endroits particuliers dans le corps dans le besoin. Par la mesure change en volume , la concentration , le déplacement de de et la vitesse , le de la gravité, le électrique, et les forces du , la pression , ou la température magnétique des cellules dans un corps, nanosensors peuvent pouvoir distinguer entre et identifier certaines cellules, spécialement ceux de cancer, au niveau moléculaire afin de fournir la médecine ou surveiller le développement aux endroits spécifiques dans le corps. En outre, ils peuvent pouvoir détecter des variations macroscopiques de l'extérieur du corps et communiquer ces changements à d'autres nanoproducts fonctionnant dans le corps. < ! -- Supprimé image enlevée : -->

Un exemple des nanosensors implique d'employer les propriétés de fluorescence des points de Quantum de du séléniure de cadmium de comme sondes pour découvrir des tumeurs dans le corps. En injectant un corps avec ces points de quantum, un docteur pourrait voir où une tumeur ou une cellule cancéreuse était en trouvant les points injectés de quantum, un processus facile en raison de leur fluorescence. Des points développés de quantum de nanosensor seraient spécifiquement construits pour trouver seulement la cellule particulière pour laquelle le corps était en danger. Un du côté incliné aux points de séléniure de cadmium, cependant, est qu'elles sont fortement toxiques au corps. En conséquence, les chercheurs travaillent à développer les points alternatifs faits hors d'un différent, moins de matériel toxique tout en maintenant toujours certaines des propriétés de fluorescence. En particulier, ils avaient étudié les avantages particuliers des points de quantum de sulfure de zinc qui, bien qu'ils ne soient pas aussi fluorescents que le séléniure de cadmium, peuvent être augmentés avec d'autres métaux comprenant le manganèse et de divers éléments de lanthanide. En outre, ces plus nouveaux points de quantum deviennent plus fluorescents quand ils collent sur leurs cellules de cible. Le potentiel (de Quantum) a prévu que les fonctions peuvent également inclure des sondes utilisées pour détecter ADN spécifique afin d'identifier des défauts génétiques explicites, particulièrement pour des individus aux senseurs à haut risque et implantés qui peuvent automatiquement détecter des niveaux de glucose pour des sujets de diabétique plus simplement que les détecteurs courants. L'ADN peut également servir de couche sacrificatoire au CMOS IC de fabrication, intégrant un nanodevice avec sentir des possibilités. Par conséquent, using les modèles proteomic et les nouveaux matériaux hybrides, des nanobiosensors peuvent également être employés pour permettre des composants configurés dans un substrat hybride de semi-conducteur en tant qu'élément du circuit. Le développement et la miniaturisation des nanobiosensors devraient fournir de nouvelles occasions intéressantes.

D'autres produits projet comportent le plus généralement using des nanosensors pour construire de plus petits circuits intégrés , aussi bien que les incorporer dans de divers autres produits faits using d'autres formes de nanotechnologie pour l'usage dans une série de situations comprenant le transport , la communication , les améliorations dans l'intégrité structurale, et le HTTP de de la robotique : /en.org/wiki/Nanosensor#References 1 . Nanosensors peut également par la suite être valeur en tant que moniteurs plus précis des états matériels pour l'usage dans les systèmes où la taille et le poids sont contraints, comme dans des satellites et d'autres machines aéronautiques du .

Nanosensors existants

Actuellement, les nanosensors de fonctionnement produits en série les plus communs existent dans le monde biologique en tant que récepteurs normaux de stimulation extérieure. Par exemple, sens de de l'odeur , particulièrement chez les animaux dans lesquels il est particulièrement fort, comme des chiens, des fonctions using les récepteurs qui sentent les molécules nanosized . Certaines usines, aussi, emploient des nanosensors pour détecter la lumière du soleil ; les divers poissons emploient des nanosensors pour détecter des vibrations minuscules dans l'eau environnante ; et beaucoup d'insectes détectent des phéromones de sexe using le HTTP de de nanosensors : /en.org/wiki/Nanosensor#References 3 .

Les sondes électromagnétiques de certain ont également été en service dans les systèmes photoélectriques. Celles-ci fonctionnent parce que les sondes spécifiques ont appelé, convenablement, des photodétecteurs de que sont facilement influencés par la lumière de diverses longueurs d'onde. La source électromagnétique transfère l'énergie aux photodétecteurs et les active dans un état excited qui les fait décharger un électron dans un semi-conducteur . À ce point, il est relativement facile de détecter l'électricité venir des sondes, et ainsi facile de savoir si les sondes reçoivent la lumière. Des utilisations cependant plus avancées des photodétecteurs incorporant d'autres formes de nanotechnologie ont pour être mises en application encore dans la société de consommation, la plupart des appareils-photo de film ont utilisé des photodétecteurs à la taille nanoe pendant des années. Le film traditionnel emploie une couche d'ions argentés qui deviennent excited par l'énergie solaire et le bloc dans des groupes, aussi petits que quatre atomes la pièce dans certains cas, qui dispersent la lumière et semblent foncés sur l'armature. De divers autres types de film peuvent être faits using un processus semblable pour détecter d'autres longueurs d'onde spécifiques de lumière, y compris le HTTP de rayons X, d'infrarouge, et ultra-violet de : /en.org/wiki/Nanosensor#References 3 .

Un des premiers exemples de fonctionnement d'un nanosensor synthétique a été établi par des chercheurs à l'Institut de Technologie de la Géorgie de en 1999. Il a impliqué d'attacher une particule simple sur l'extrémité d'un nanotube de carbone de et de mesurer la fréquence vibratoire du nanotube et sans de la particule. L'anomalie entre les deux fréquences a permis aux chercheurs de mesurer la masse du HTTP joint de de particules : /en.org/wiki/Nanosensor#References 1 .

Des senseurs chimiques, aussi, ont été construits using des nanotubes pour détecter de diverses propriétés des molécules gazeuses. Des nanotubes de carbone ont été employés pour sentir l'ionisation des molécules gazeuses tandis que des nanotubes fabriqués à partir de le titane ont été utilisés pour détecter des concentrations atmosphériques d'hydrogène au niveau moléculaire. Beaucoup de ces derniers impliquent un système par lequel des nanosensors sont construits pour avoir une poche spécifique pour une autre molécule. Quand cette molécule particulière, et seulement cette molécule spécifique, ajustements dans le nanosensor, et lumière est brillée sur le nanosensor, il reflétera différentes longueurs d'onde de lumière et, ainsi, pour être un HTTP différent de de couleur : /en.org/wiki/Nanosensor#References 3 .

Méthodes de production

Il y a actuellement plusieurs a présumé des manières de produire des nanosensors. La lithographie de haut en bas est la façon dont la plupart des circuits intégrés sont maintenant faits. Elle implique de commencer d'un plus grand bloc d'un certain matériel et de découper dehors la forme désirée. Ceux-ci ont découpé dehors des dispositifs, notamment mis pour employer dans les systèmes microelectromechanical spécifique utilisés comme microsensors, atteignent généralement seulement la taille micro du , mais les plus récents de ces derniers ont commencé à incorporer le HTTP nanosized de de composants : /en.org/wiki/Nanosensor#References 1 .

Une autre manière de produire des nanosensors est par la méthode de bas en haut, qui implique d'assembler les sondes hors des composants bien plus minuscules, des différents atomes le plus susceptibles ou des molécules. Ceci impliquerait d'entrer des atomes d'une substance particulière un dans les positions particulières que, bien qu'elle ait été réalisée dans des essais en laboratoire using des outils tels que les microscopes atomiques de force de est toujours une difficulté significative, pour faire particulièrement en masse, tous les deux pour des raisons logistiques aussi bien que les économiques. Très probablement, ce processus serait employé principalement pour des molécules de démarreur de bâtiment pour les sondes de individu-montage.

La troisième manière, qui promet des résultats bien plus rapides, implique nanostructures particuliers d'individu-assemblée, ou des de « élevage » à employer comme sondes. Ceci nécessite le plus souvent un de deux types d'assemblée. Le premier implique d'employer un morceau de nanostructure précédemment créé ou naturellement formé de certains et de l'immerger dans les atomes libres de sa propre sorte. Après une période donnée, la structure, ayant une surface irrégulière qui la rendrait encline attirant plus de molécules comme suite de son modèle courant, capturerait certains des atomes libres et continuerait à former plus de elle-même pour faire de plus grands composants des nanosensors.

Le deuxième type d'individu-assemblée commence par un ensemble de composants déjà complet qui s'assembleraient automatiquement dans un produit fini. Bien que c'ait été jusqu'ici réussi seulement dans les puces se réunissantes à la taille micro, espoir de chercheurs de pouvoir par la suite le faire à la taille de nanomètre pour les produits multiples, y compris des nanosensors. Pouvoir exactement reproduire cet effet pour une sonde désirée dans un laboratoire impliquerait que les scientifiques pourraient fabriquer des nanosensors beaucoup plus rapidement et potentiellement bien meilleur marché en laissant de nombreuses molécules s'assembler avec peu ou pas d'influence d'extérieur, plutôt que devant manuellement assembler chaque sonde.

Impact économique

Bien que la technologie de nanosensor soit un champ relativement nouveau, les projections globales à vendre des produits incorporant des nanosensors s'étendent de $0.7 milliards en trois à quatre années à venir. Elles seront probablement incluses dans la plupart des circuits modernes utilisés dans les systèmes de calcul avancés, puisque leur potentiel de fournir le lien entre d'autres formes de la nanotechnologie et le monde macroscopique permet à des lotisseurs d'exploiter entièrement le potentiel de la nanotechnologie de miniaturiser des puces tout en énormément augmentant leur potentiel de stockage.

D'abord, cependant, les réalisateurs de nanosensor doivent surmonter les coûts de production élevés actuels afin de devenir valables pour l'exécution dans des produits de consommation. En plus, le sérieux de nanosensor n'est pas encore approprié pour l'usage répandu, et, en raison de leur pénurie, des nanosensors ont pour être lancés sur le marché encore et ont mis en application l'extérieur du HTTP de d'équipements de recherches : /en.org/wiki/Nanosensor#References 1 . En conséquence, des nanosensors ont pour être rendus encore compatibles avec la plupart des technologies du consommateur pour lesquelles on a projeté qu'ils augmentent par la suite.

Voir également

Nanotechnologie
liste des matières de nanotechnologie .

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