ساخت دریچه‌های نانویی برای کنترل جریان نانو ذرات در کانال‌های بسیار کوچک
محققین مؤسسه «ETH Zurich» موفق به طراحی و تولید نوع جدیدی از دریچه‌های نانویی (نانو والو) شده‌اند که می‌تواند جریان نانو ذرات موجود در مایعات را در درون کانال‌های بسیار کوچک کنترل نماید. والوهای تولیدشده، برای طیف وسیعی از ذرات کوچک از جمله نانو ذرات نیمه‌هادی‌ها و فلزات، ذرات ویروس، لیپوزوم‌ها و بیومولکول‌های بزرگ‌تر مانند آنتی‌بادی‌ها، قابل‌استفاده است و می‌تواند در برنامه‌های تحقیقاتی و آزمایشگاهی در زمینه‌های گوناگون، به‌ویژه علم مواد و داروهای زیستی، مورد توجه واقع شود.
بنا بر گزارش وب‌سایت «phys»، عملکرد دریچه‌های نانویی در مقایسه با موارد کلاسیک موجود که به‌صورت مکانیکی جریان عبوری از لوله‌ها را باز و بسته می‌نمایند، به‌کلی متفاوت است. سوپاپ‌های مکانیکی می‌توانند بسیار کوچک باشند، ولی نه به آن اندازه‌ای که برای برنامه‌های کاربردی نانو مواد به آن نیاز است. پروفسور «پولیکاکوس» در این زمینه توضیح می‌دهد: «اگر کانال‌های جریان مواد از چند میکرومتر نازک‌تر باشد، دیگر نمی‌توان کنترل جریان را از طریق مکانیکی انجام داد.»
دانشمندان «ETH»، برای رفع محدودیت مرتبط با کنترل جریان در مقیاس نانو، از نیروی الکتریکی استفاده نموده‌اند. آن‌ها در برخی از قسمت‌های نانولوله‌ها (قطر 300 تا 500 نانومتر)، با استفاده از نانو لیتوگرافی نوعی مانع برای عبور مواد ایجاد نموده که نانو ذرات موجود در آب خالص در حالت عادی نمی‌توانند از آن عبور کنند؛ در واقع، در حالت اولیه شیرهای نانویی «بسته» هستند. در ادامه، با تغییر میدان الکتریکی، می‌توان نیرویی به نانو ذرات وارد نموده تا از دریچه عبور نمایند؛ در این حالت، شیر «باز» است.
نکته جالب این‌که رفتار نانو ذرات در یک محلول نمکی کمی متفاوت است. آن‌ها در حالت پایه می‌توانند از مجرای ایجادشده عبور کنند و شیر حالت «باز» دارد. استفاده از میدان‌های الکتریکی متناوب، می‌تواند ابزاری برای متوقف نمودن نانو ذرات در مجراهای یادشده باشد که در این حالت، شیر «بسته» است.
گفتنی است، یک سیستم پیچیده از نانو کانال‌ها، می‌تواند با هر تعداد دلخواه از دریچه‌های کنترل بر روی یک تراشه سیلیکونی ساخته شود و سپس از طریق تنظیمات میدان الکتریکی، از دریچه‌ها به‌عنوان یک فیلتر استفاده کرد تا ذرات با ویژگی‌های فیزیکی خاص از آن عبور کرده و مابقی متوقف شوند.
مرجع: «phys»
هنوز نظری وارد نشده است!
نظر خود را ارسال نمایید
پست الکترونیکی شما انتشار پیدا نمی کند.