Iš laboratorijų: nanotechnologijos

Nanowire kompiuterija
Praktinis metodas nanolaidais pagrįstoms CMOS grandinėms

Ši nanolaidų pagrindu sukurta CMOS grandinė (nanovideliai yra per maži, kad juos matytų) gali padėti sukurti mažesnius, galingesnius kompiuterius. (Dunwei Wang sutikimu)

Šaltinis: papildomos simetrijos silicio nanowire logika: energiją taupantys keitikliai su stiprėjimu
Dunwei Wang ir kt.
Mažas 2 (10): 1153-1158

Ši istorija buvo mūsų 2006 m. lapkričio mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Rezultatai: „Caltech“ mokslininkai sukūrė silicio nanolaidų logines grandines, panašias į papildomas metalo oksido puslaidininkines grandines, naudojamas kompiuterių lustuose. Tokios grandinės sujungia dviejų rūšių tranzistorius, kurie priešingai reaguoja į elektroninius signalus – tai naudinga energiją taupančių lustų išdėstymas. Kadangi naujasis metodas gali gaminti abiejų tipų tranzistorius ant vieno paviršiaus, jis gali būti tinkamas masinei gamybai.

Kodėl tai svarbu: Dėl mažo dydžio ir puikių elektroninių savybių silicio nanolaidai gali suteikti galimybę naudoti itin jautrius rankinius jutiklius vėžiui aptikti arba biologiniams pavojams nustatyti. Be to, nanolaidai gali sukurti galingesnius, energiją taupančius kompiuterių lustus. Tačiau ankstesni nanolaidų grandinių prototipai buvo sukurti naudojant metodus, kurie nėra tinkami paketiniam apdorojimui. Taikant naujus metodus nanolaidų grandines būtų galima praktiškai gaminti.

Metodai: Norėdami pagaminti p ir n tipo tranzistorius, kurių reikia dviejų tipų CMOS grandinėse, mokslininkai pirmiausia sukūrė p ir n tipo silicio šaškių lentos modelį: gretimus kvadratus jie legiravo skirtingais priedais, naudodami fotolitografijos būdu pagamintas kaukes. Tada, naudodami anksčiau sukurtą metodą, mokslininkai selektyviai išgraviravo silicį, kad sudarytų tvarkingas nanolaidų masyvas. Galiausiai, jie sujungė šiuos nanolaidus naudodami e-spindulio litografiją, kad sudarytų tranzistorius ir pagrindinį loginės grandinės tipą, vadinamą keitikliu.

Tolesni žingsniai: Masinei gamybai mokslininkai pakeis elektroninio pluošto litografiją greitesniu fotolitografijos metodu. Jie taip pat turi parodyti, kad eksperimentinis nanolaidų matricų partijų gamybos procesas, vadinamas nano įspaudimu, veiks didelio masto gamyboje.

Smart Nanosize konteineriai
Nanodalelės gali signalizuoti, kai jos yra tam tikro tipo ląstelėse, todėl gali būti taikomi nauji diagnostikos ir gydymo metodai

Šaltinis: Intelligent Nanosize Bioreaktorių link: perjungiamas pH, su kanalais, funkcinis polimero nanokonteineris
Pavelas Brozas ir kt.
Nano raidės 6 (10): 2349-2353

Rezultatai: Šveicarijos mokslininkai pagamino 200 nanometrų pločio konteinerius, išmargintus poromis, kurių sienelės pagamintos iš bakterijų baltymų. Jie parodė, kad šios nano talpyklos gali kontroliuoti fluorescencinio signalo vietą ir trukmę – užsidega tik tada, kai jų aplinkos rūgštingumas atitinka ląstelių struktūrų, vadinamų lizosomomis, kurios virškina į ląstelę patenkančias svetimas medžiagas, rūgštingumą.

Kodėl tai svarbu: Darbas rodo, kad nanodalelės, kuriose naudojamos aktyvios poros, gali reaguoti į aplinkos požymius, tokius kaip rūgštingumas, kad atliktų naudingas funkcijas. Vienu atveju pH jautrūs nano nešikliai užsidegtų tik susidūrę su lizosomomis, užtikrinant, kad jos pasiektų ląstelių vidų. Tyrėjai anksčiau parodė, kad nešikliai gali užsifiksuoti prie tam tikrų tipų ląstelių, tokių kaip makrofagai, o tai rodo, kad tokia sistema gali būti naudojama konkrečioms ląstelėms laboratoriniame mėginyje nustatyti. Su tam tikrais pakeitimais jis taip pat gali būti naudojamas vaistui išleisti tik tikslinėse ląstelėse, todėl gydymas vaistais tampa veiksmingesnis ir sumažinamas šalutinis poveikis, apsaugant netoliese esančius audinius.

Metodai: Specialiai sukurti polimerai kartu su bakteriniais baltymais savaime susirenka ir sudaro talpyklas, o pridedami fermentai, kurie skaido tam tikrus junginius, todėl jie fluorescuoja, yra įstrigę viduje. Porų dydis neleidžia fermentams išeiti, bet leidžia junginiams palaipsniui patekti į talpyklą ir suskaidyti, sukuriant ilgalaikį signalą, kuris apsiriboja talpyklomis. PH jautrumą lemia du veiksniai: fermentai geriausiai veikia esant lizosomų rūgštingumui, o poros, kurios daugeliu sąlygų yra atviros, užsidaro, kai rūgšties koncentracija yra per didelė.

Tolesni žingsniai : Tyrimui reikalingi tolesni bandymai, siekiant patvirtinti, kad nanodalelės veikia gyvuose subjektuose. Dėl galimų vaistų pristatymo tyrėjai sujungs vaistus su konkrečiais ląstelių taikiniais ir sukurs atpalaidavimo mechanizmą; Jis gali būti pagrįstas sintetinėmis poromis, kurios lieka uždarytos neutralioje ir šarminėje aplinkoje, taip pat labai rūgštinėje aplinkoje, atsidaro tik tam tikrame lizosomos vidinės pH diapazone.

paslėpti