2009年6月29日
你如何衡量单个原子?欧洲研究人员建立了一个精致的新设备,可以做到这一点。它最终可能允许科学家研究化学反应的进展,分子的分子。碳纳米管是碳的超薄纤维和nanotechnologist的梦想。
他们是由薄片的碳只有一个原子厚-被称为石墨烯卷成管只有几个纳米。即使是最厚的比人的头发细一千倍。
碳纳米管发展的兴趣在1990年代时被发现拥有令人印象深刻的特征,使得他们非常有吸引力的各种原料纳米技术。欧洲杯足球竞彩
“他们有独特的属性,”教授解释说Pertti Hakonen赫尔辛基技术大学。“他们1000倍比钢铁和很好的导热性能和良好的电导体。
Hakonen是欧盟资助的协调员CARDEQ项目就是利用这些有趣的材料来构建设备足够敏感测量原子和分子的质量。欧洲杯足球竞彩
振动弦
碳纳米管是一种极薄的,但僵硬,绳子,像其他字符串,它可以震动。所有吉他球员知道,沉重的弦振动速度低于轻弦,所以如果一个悬浮碳纳米管振动的固有频率,频率将下降如果原子或分子结缘。
这听起来简单,这种想法并不新鲜。新是微妙的感应系统需要检测振动和测量频率。一些纳米管是半导体,这取决于石墨烯表是伤口,正是这些CARDEQ发展提供解决方案。
财团的成员中,采用的方法是建立一个半导体纳米管成一个晶体管,振动调节电流通过它。“暂停纳米管,与此同时,振动元件和读出晶体管的元素,“Hakonen解释道。
“想法是并行运行三个不同的探测器计划,然后选择最好的一个,”他说。“现在我们两个。我们有单电子转移的概念,更敏感,场效应晶体管概念,快。”
单个原子
去年11月,在巴塞罗那CARDEQ伙伴报道,他们已经感觉到单一铬原子沉积在纳米管的质量。但是Hakonen说,更小的原子,氩,现在可以发现,尽管这种敏感的设备还没有足够稳定程序。“设备操作时,我们可以看到一个氩原子在短时间尺度上。但是如果你测量太长时间的噪音变大。”
CARDEQ并不是唯一采用碳纳米管作为质量传感器。类似的工作在两个中心在加州伯克利分校和加州理工学院——虽然都采取了不同的方法来测量质量。
所有三组已经宣布他们可以执行质量检测在原子层面上使用纳米管,但CARDEQ人员提供了最令人信服的数据与共振频率的转变。
但单个原子远不及的限制是可能的。Hakonen相信他们能够把技术来检测一个核子的质量——一个质子或中子。
“这是一个很大的不同,”他承认,“但是通常在这些设备的改进是雀跃的。它不像发展中一些著名的设备我们只有不时小的改进。这真的是一线工作,偶尔突破确实发生了。”
生物分子
如果该决议可以减少一个核子,然后研究人员可以期待准确称量不同类型的分子和原子。
它可能会成为可能的观察单个原子核的放射性衰变和研究其他类型的量子力学现象。
但真正的兴奋会跟踪涉及单个原子和分子的化学和生物反应的反应在振动纳米管。可以在分子生物学中的应用,允许科学家前所未有的详细地研究生命的基本过程。这样的实际应用可能是十年,Hakonen估计。
“这将在很大程度上取决于如何处理碳纳米管技术的发展。我不能预测会发生什么,但我认为化学反应在不同的系统中,如蛋白质等,将成为未来主要的应用程序”。
CARDEQ项目收到了来自FET-Open的资金链ICT研究欧盟第六框架计划。
来源:ICT的结果