Австралийские исследователи разработали более эффективную версию широко используемого электронного датчика молекулярного размера, совершив прорыв, который может принести широкую пользу.
Пьезорезисторы обычно используются для обнаружения вибраций в электронике и автомобилях, например, в смартфонах для подсчета шагов, а также для раскрытия подушек безопасности в автомобилях. Они также используются в медицинских устройствах, таких как имплантируемые датчики давления, а также в авиации и космических путешествиях.
В рамках общенациональной инициативы исследователи под руководством доктора Надима Дарвиша из Университета Кертина, профессора Джеффри Реймерса из Сиднейского технологического университета, доцента Дэниела Косова из Университета Джеймса Кука и доктора Томаса Фэллона из Университета Ньюкасла разработали пьезорезистор, примерно в 500 000 раз меньше ширины человеческого волоса.
Опубликованная в журнале Nature Communications исследовательская работа называется «Контроль пьезосопротивления в одиночных молекулах посредством изомеризации буллваленов».
Доктор Дарвиш сказал, что они разработали более чувствительный, миниатюрный тип этого ключевого электронного компонента, который преобразует силу или давление в электрический сигнал и используется во многих повседневных приложениях.
«Благодаря своему размеру и химической природе этот новый тип пьезорезистора откроет совершенно новую сферу возможностей для химических и биосенсоров, человеко-машинных интерфейсов и устройств мониторинга здоровья», — сказал доктор Дарвиш.
«Поскольку наши новые датчики основаны на молекулах, их можно использовать для обнаружения других химических веществ или биомолекул, таких как белки и ферменты, что может изменить правила игры в обнаружении заболеваний».
Доктор Фэллон сказал, что новый пьезорезистор был сделан из одной молекулы буллвалена, которая при механическом напряжении реагирует, образуя новую молекулу другой формы, изменяя поток электричества за счет изменения сопротивления.
«Различные химические формы известны как изомеры, и это первый случай, когда реакции между ними используются для разработки пьезорезисторов», — сказал доктор Фэллон.
«Мы смогли смоделировать сложную серию происходящих реакций, понимая, как отдельные молекулы могут реагировать и трансформироваться в реальном времени».
Профессор Реймерс сказал, что значение этого заключается в способности электрически обнаруживать изменение формы реагирующей молекулы вперед и назад примерно раз в миллисекунду.
«Обнаружение молекулярных форм по их электропроводности — это совершенно новая концепция химического зондирования», — сказал профессор Реймерс.
Доцент Косов сказал, что понимание взаимосвязи между формой молекул и проводимостью позволит определить основные свойства соединений между молекулами и присоединенными металлическими проводниками.
«Эта новая возможность имеет решающее значение для будущего развития всех устройств молекулярной электроники», — сказал доцент Косов.
No comments:
Post a Comment