Nanotecnologia integra mecânica e componentes elétricos com NEMS

NEMS, ou sistemas nanoelectromechanical, são dispositivos que integram os componentes mecânicos e eléctricos em nano-escala num único componente. NEMS são construídos em chips semicondutores usando técnicas de fabricação de circuitos integrados. Pela fabricação de componentes mecânicos no mesmo chip de silício que contém circuitos elétricos utilizados para controlar o mecanismo ou amplificação de um sinal, você reduzir significativamente o tamanho, custo e requisitos de energia para esses dispositivos.

Atualmente, a versão prática desta metodologia é focada em sistemas microeletromecânicos (MEMS), que são usados ​​para os sensores. Um exemplo de um sensor de MEMS é o sensor de aceleração que implanta airbags em um acidente. MEMS também são usados ​​em controladores de jogos para sentir seus movimentos e usar esses dados para controlar uma figura de ação em um jogo. aplicações médicas para MEMS incluem pressão arterial e sensores de baixa de açúcar no sangue.

NEMS pode fazer alguns tipos de sensores mais sensíveis. Os investigadores acreditam que a mudança para a NEMS, o que reduz o tamanho dos componentes mecânicos sobre um chip ao nanoescala, pode melhorar as capacidades de dispositivos que precisam de medições extremamente sensíveis.

Pesquisadores desenvolveram sensores NEMS bacterianas usando nanocantilevers e químicas. Nanocantilevers têm sido fabricados com espessuras tão baixas como de 20 nm. Estes agem como uma corda de violão que vibra em uma determinada frequência de ressonância quando arrancou. Nanocantilevers foram funcionalizados com anticorpos que se ligam a vírus ou bactérias, e o peso adicional do vírus ou bactéria muda a freqüência na qual o cantilever vibra.

Os investigadores desenvolveram uma ressonador NEMS que é suficientemente sensível para medir a massa de moléculas individuais. O ressonador é constituído por uma fita 100 nanómetros de espessura e de 2 micrometros de comprimento. Quando uma molécula de pousa sobre a fita, a frequência da sua oscilação Alterações- o valor da variação depende da massa da molécula.

Como os métodos para fabricar dispositivos NEMS utilizar as mesmas técnicas de fabrico de circuitos integrados, os investigadores prever dispositivos NEMS que têm uma matriz de estes ressonadores, tal como circuitos integrados têm matrizes de células de memória. Matrizes de ressoadores que medem a massa de muitas moléculas, ao mesmo tempo, poderia ser útil na compreensão de como os sistemas biológicos funcionam tão sistemas semelhantes a eles podem ser construídos.

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