میرنیوز
نانوحفره‌هایی که گرما را احساس می‌کنند!
2022-02-13T16:59:31+03:30
به گزارش ایسنا و به نقل از سایتک دیلی، دانشمندان موسسه "SANKEN" در "دانشگاه اوزاکا"(Osaka University) ژاپن، اثرات حرارتی جریان یونی را از طریق یک نانوحفره و با استفاده از یک "ترموکوپل"(thermocouple) اندازه‌گیری کردند. آنها دریافتند که هم جریان و هم توان گرمایشی تحت اکثر شرایط، با ولتاژ اعمال‌شده تغییر می‌کنند. این پژوهش ممکن است به ابداع حسگرهای پیشرفته‌تر در مقیاس نانو کمک کند.
نانوحفره‌ها که منافذ بسیار کوچکی در یک غشا هستند، به قدری کوچک هستند که تنها یک رشته DNA یا ذره ویروس می‌تواند از آنها عبور کند. نانوحفره‌ها می‌توانند یک بستر جدید و هیجان‌انگیز برای ساخت حسگرها باشند. اغلب، یک ولتاژ الکتریکی بین دو طرف غشا اعمال می‌شود تا ماده را از طریق نانوحفره بررسی کند. در عین حال، یون‌های باردار در محلول را نیز می‌توان انتقال داد اما تأثیر آنها بر دما به طور گسترده مورد بررسی قرار نگرفته است. اندازه‌گیری مستقیم اثرات حرارتی ناشی از این یون‌ها می‌تواند به کاربردی‌تر کردن نانوحفره‌ها به عنوان حسگر کمک کند.
دانشمندان دانشگاه اوزاکا، یک ترموکوپل ساخته‌شده از نانوسیم‌های طلا و پلاتین به اندازه ۱۰۰ نانومتر ساخته‌اند که مانند دماسنج عمل می‌کند. آنها از این ترموکوپل برای اندازه‌گیری دما در یک نانوحفره روی یک غشا با ضخامت ۴۰ نانومتر استفاده کردند که روی یک ویفر سیلیکونی قرار داشت.
"گرمایش ژول"(Joule heating)، زمانی رخ می‌دهد که انرژی الکتریکی توسط مقاومت موجود در سیم به گرما تبدیل شود. این اثر در توسترها و اجاق‌های برقی رخ می‌دهد و می‌توان آن را به عنوان پراکندگی غیرالاستیک توسط الکترون‌ها در برخورد با هسته‌های سیم در نظر گرفت. در مورد نانوحفره، دانشمندان دریافتند که انرژی حرارتی متناسب با تکانه جریان یونی تلف می‌شود که مطابق با پیش‌بینی‌های قانون اهم است. "ماکوسو تسوتسوی"(Makusu Tsutsui)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما رفتاری تقریبا اهمی را در طیف وسیعی از شرایط تجربی نشان دادیم.
با نانوحفره‌های کوچک‌تر، اثر گرمایش بارزتر شد زیرا مایع کمتری از سمت خنک‌تر غشا می‌توانست برای یکسان کردن دما عبور کند. در نتیجه، گرمایش توانست یک اثر غیر قابل اغماض را به وجود بیاورد؛ مشابه اثری که نانوحفره‌ها تحت شرایط استاندارد تجربه می‌کنند.
"توموجی کاوای"(Tomoji Kawai)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما انتظار داریم که حسگرهای نانوحفره جدیدی ابداع شوند که نه تنها می‌توانند ویروس‌ها را شناسایی کنند، بلکه می‌توانند آنها را به طور همزمان غیرفعال سازند.
پژوهشگران، موقعیت‌های دیگری را نیز پیشنهاد کردند که گرمایش در آنها می‌تواند سودمند باشد. به عنوان نمونه، برای جلوگیری از مسدود شدن نانوحفره توسط یک پلیمر یا جدا کردن رشته‌های DNA در حال تعیین توالی.
انتهای پیام
منبع : خبرگزاری ایسنا
کلمات کلیدی : میرنیوز نانوحفره گرما حسگر نانوسیم
اشتراک گذاری :
آخرین اخبار علمی
نیروهای پلیس راهور سفیر اهدای عضو شدند
حضور ۱۸ شرکت دانش‌بنیان در نمایشگاه صنعت بازی رایانه‌ای روسیه
پیش بینی اکونومیست از سال ۲۰۲۵؛ شکوفایی فناوری‌های پاک به رهبری چین
«صندوق بیمه ویژه» برای اجرای مطمئن‌تر پروژه‌های صنعتی راه اندازی شد
فیلترینگ در چه شرایطی موجه و مطلوب است/ پالایش هوشمند در اینستاگرام
پوشش ضد رادار چین هواپیماها و تجهیزات نظامی را نامرئی می‌کند
۶۴۵ میلیارد تومان وام ودیعه مسکن به دانشجویان پرداخت شد
پوشش ضد رادار چین هواپیماها و تجیهزات نظامی را نامرئی می‌کند
مراکز علمی کاربردی ملزم به ارائه قیمت تمام شده آموزش شدند
مهلت شرکت در تکمیل ظرفیت آزمون دستیاری دندانپزشکی تا ۱۰ آذر تمدید شد
پرهیز از تبعیض میان تشکل‌های دانشجویی در آستانه ۱۶ آذر
مهلت اجرای تکمیل ظرفیت آزمون دستیاری دندانپزشکی تا ۱۰ آذر تمدید شد
دوره آموزشی «کاربردهای هوش مصنوعی در علوم پزشکی» ویژه دانشجویان آغاز به کار کرد
حضور بیش از ۲۰ هزار نفر از ۷۰ کشور جهان در مسابقات «برنامه‌سازی رایان»
دلایل پایین بودن نرخ اتصال فیبرنوری در ایران
افتخارآفرینی تیم دانشگاه تهران در المپیاد جهانی معماری منظر
برگزیدگان همایش کتاب سال بانوان معرفی شدند
هوش مصنوعی آهنگساز می شود
دوره آموزشی «کاربردهای هوش مصنوعی درعلوم پزشکی» ویژه دانشجویان آغاز به کار کرد
دولت چهاردهم اهتمامی به اجرای قانون جوانی جمعیت ندارد
استفاده از هوش مصنوعی در دندان پزشکی
حضور سرزده پزشکیان در وزارت بهداشت
اندونزی پیشنهاد سرمایه گذاری اپل در این کشور را رد کرد
امکان تغییر محل آزمون دانشجویان پیام‌نور فراهم شد
برنامه وزارت علوم برای حل مسکن دانشگاهیان و خوابگاه متاهلی
پرهیز از تمایز میان تشکل‌های دانشجویی در آستانه ۱۶ آذر
تقلید از سیستم بینایی انسان برای ارتقای عملکرد حسگرها
امضای نخستین قرارداد الکترونیکی صندوق نوآوری با یک شرکت دانش‌بنیان
آخرین تغییرات در شورای عالی حوزه‌های علمیه
زنجیره تولید و تامین دارو گرفتار کمبود نقدینگی است
