|
Две научно-исследовательские работы ученых из Вирджинии Теча позволят разработать новые датчики для обнаружения болезнетворных организмов, определенных ДНК, а также улучшить свойства молекулярных устройств в электронных приложениях. На эти цели они получили дотации от Национального Научного Общества.
Область их исследований находится в нанодиапазоне (нанометр в 10,000 раз меньше, чем ширина человеческого волоса). Ученые ? Массимилиано Ди Вентра из Физического Отделения Вирджинии Теча при содействии физиков Ренди Хефлина и химика Кевина Ван Котта, исследует наномир посредством машинного моделирования и комплекса приложений в области оптики, тонкопленочных технологий и аналитической биохимии.
Технология датчика
Хефлин и Ван Котт пытаются разработать новые типы датчика для обнаружения присутствия биологических объектов - типа болезнетворных организмов, ДНК или биологических составов в окружающей среде или образце.
Новая разработанная система не требует маркировки атомов в выборках ДНК. Метод, построенный на базе уникальных оптических свойств платформы датчика, будет более чувствителен, более надежен, и будет еще иметь высокую пропускную способность (чтобы искать тысячи генов одновременно).
Цель проекта также состоит в том, чтобы разработать самособирающиеся пленки нанометрической толщины, особенно те пленки, которые имеют нелинейные оптические свойства, которые можно применять для удвоения частоты луча лазера в среде.
Самособирающиеся пленки растут в дополнительных слоях двух различных материалов. Один из этих двух материалов выделен специально для придания нелинейных оптических свойств. Другой материал - в значительной степени представляет собой клей.
Датчик работает на том принципе, что биологические молекулы взаимодействуют посредством очень точно отслеживаемых реакций на молекулярном уровне.
Молекулярная электроника
Проблема, возникшая в современной электронике, основанной на силиконовой технологии, состоит в том, что она достигла своих физических пределов в возможном числе транзисторов, помещающихся на один чип. Чем больше число транзисторов помещается на одном чипе, тем более высокая производительность процессора будет достигнута.
Поэтому, задача состоит в необходимости придумать альтернативные решения. Этим направлением занят Ди Вентра. Электронные устройства на базе молекулярных проводов могли бы решить проблему. Молекулы ? это наименьшие из возможных устройств, и можно поместить большее их количество на один чип.
Однако, прежде, чем исследователи смогут фактически клепать молекулярные провода в электронике, они должны понять их свойства транспортировки электронов. Именно этим и заняты ученые проекта. Их цель состоит в том, чтобы понять, как электроны ведут себя при путешествии на коротких расстояниях - всего в несколько атомов.
Когда электрический ток проходит через устройство, ток может колебаться в пределах его среднего значения. Если эти колебания, известные как шумы, являются слишком большими, такое устройство не может использоваться практически. Вот почему важно понять роль колебаний тока в молекулярных устройствах.
Это исследование позволит ученым разработать революционные пути создания материалов и изделий, которые значительно увеличат пропускную скорость электронов и не позволят остановиться дальнейшему прогрессу развития электроники.
Информация для контакта:
| 
