هليسات نانوية لأجهزة الاستشعار النانوية؟

حلزونات نانوية جديدة تم إنشاؤها من أكسيد الزنك والتي تشبه التكوين الحلزوني للحمض النووي الذي تم اكتشافه قبل 50 عامًا، يمكن أن يصبح أساسًا لإنشاء أجهزة استشعار ومحولات طاقة ومرنانات نانوية الحجم وأجهزة أخرى تعتمد على الكهروميكانيكية اقتران. إذا كنت على دراية بتكنولوجيا النانو، فأنت تعلم أن الهياكل النانوية يمكن أن تظهر في مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأشكال، مثل الأنابيب النانوية أو الحلقات النانوية أو الأحزمة النانوية. ولكن هل سمعت عن nanohelices؟ هذه الهياكل النانوية الجديدة، التي تشبه التكوين الحلزوني للحمض النووي الذي تم اكتشافه قبل 50 عامًا، مبنية من أكسيد الزنك. يمكن لهذه الرقائق النانوية أن "تصل إلى أطوال تصل إلى 100 ميكرون، بأقطار تتراوح من 300 إلى 700 نانومتر وعرض من 100 إلى 500 نانومتر." ويمكن أن تصبح أساسًا لإنشاء أجهزة استشعار ومحولات طاقة ومرنانات نانوية الحجم وأجهزة أخرى تعتمد على الكهروميكانيكية. اقتران.

تم إنشاء هذه الرقائق النانوية بواسطة تشونغ لين وانغ وزملائه الباحثين في مجموعته في معهد جورجيا للتكنولوجيا.

وهنا تبدأ قصة أخرى. في 9 سبتمبر 2005، أصدر معهد جورجيا للتكنولوجيا بيانًا صحفيًا حول هذه الحلزونات النانوية، والتي أطلق عليها اسم "يوفر هيكل Nanohelix لبنة بناء جديدة."

ولكن بعد مرور عشرين يومًا، تم افتتاح الأكاديمية الصينية للعلوم، حيث يعمل تشونغ لين وانغ أيضًا في الأكاديمية الصينية للعلوم المركز الوطني لعلوم وتكنولوجيا النانو نشرت بيانها الصحفي الخاص بعنوان أكثر إثارة."أول هيكل حلزوني في عالم النانو".

وقد أثار هذا التناقض اهتمامي، ونظرت حولي ووجدت أن الحلزونات النانوية ليست جديدة إلى هذا الحد، وكانت موضوعًا للبحث منذ عدة سنوات حتى الآن.

ستجد المزيد حول هذا الأمر أدناه، ولكن دعونا نلقي نظرة أولًا على بعض الصور لهذه الهليونات النانوية التي تم التقاطها بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) (مصدر الصورة: معهد جورجيا للتكنولوجيا).

هذه الهياكل النانوية الحلزونية لأكسيد الزنك ZnO صغيرة جدًا، حيث يبلغ عرض الأحزمة النانوية حوالي 30 نانومترًا.

فيما يلي مقتطف قصير من البيان الصحفي الصادر عن شركة Georgia Tech حول عملية تصنيع هذه الرقائق النانوية.

يتم وضع مسحوق أكسيد الزنك (ZnO) داخل أنبوب ألومينا في فرن أنبوبي أفقي عالي الحرارة. وفي ظل الفراغ، يتم تسخين المادة إلى ما يقرب من 1000 درجة مئوية، وعند هذه النقطة يتم إدخال غاز حامل الأرجون. يستمر التسخين حتى يصل الفرن إلى 1400 درجة تقريبًا. تتشكل هياكل النانوهيلكس على ركيزة من أكسيد الألومنيوم متعدد البلورات (Al2O3) في الفرن.

وقد يتم إنتاج هياكل نانوية غريبة أخرى بواسطة فريق البحث هذا.

حتى الآن، أنتج فريق وانغ البحثي ما يقرب من 20 بنية نانوية مختلفة لأكسيد الزنك، بما في ذلك الأحزمة النانوية، الأسلاك النانوية المحاذية، الأنابيب النانوية، مصفوفات الدفع النانوي، الأقواس النانوية، النوابض النانوية، الحلقات النانوية، الأوعية النانوية و اخرين. وربما تكون هناك هياكل أخرى تم اكتشافها.

قال وانغ: "أنت لا تعرف أبدًا ما هي الهياكل الأخرى التي قد تكون موجودة والتي يمكن إضافتها إلى صندوق الأدوات هذا". "من ثراء هذا التكوين والخصائص الكاملة، هذه مادة فريدة من نوعها يمكن أن تصبح المادة الجديدة لتكنولوجيا النانو بعد أنابيب الكربون النانوية."

تم نشر أحدث الأعمال البحثية حول هذه الرقائق النانوية بواسطة علوم تحت عنوان "تحويل أحزمة أكسيد الزنك النانوية إلى شرائح نانوية ذات هيكل شبكي فائق" (المجلد. 309، العدد 5741، الصفحات 1700-1704، 9 سبتمبر 2005). هنا رابطين ل الملخص و ل الورقة كاملة (تنسيق PDF، 5 صفحات، 517 كيلو بايت).

ولكن تم نشر عمل سابق من قبل رسائل النانو قبل عامين تحت اسم "الحلزونات النانوية الناتجة عن الاستقطاب التلقائي، والنوابض النانوية، والحلقات النانوية للأحزمة النانوية الكهرضغطية" (المجلد. 3، العدد 12، الصفحات 1625-1631، 6 أغسطس 2003). وهنا الروابط ل الملخص و الورقة كاملة (تنسيق PDF، 7 صفحات، 1.06 ميجابايت). تم استخراج الصور أعلاه من هذه الورقة.

بعد قراءة كل هذه العناصر، ما رأيك في البيان الصحفي الذي أصدرته CAS والذي يدعي العرض الأول في العالم للرقائق النانوية؟

المصادر: معهد جورجيا للتكنولوجيا، 9 سبتمبر 2005؛ الأكاديمية الصينية للعلوم، 29 سبتمبر 2005؛ ومواقع الويب المختلفة

ستجد القصص ذات الصلة باتباع الروابط أدناه.

• الحمض النووي
  
• هندسة
  
• مواد
  
• تكنولوجيا النانو
  
• أجهزة الاستشعار
  
• علوم