Наноэлектронные устройства. Производство энергии. Медицинская диагностика

Наноэлектроника

Наноэлектронные устройства

Наноэлектроника обещает сделать компьютерные процессоры более мощными, чем это возможно с обычной полупроводниковой техникой. В настоящее время изучается ряд подходов, в том числе новые формы нанолитографии, а также использование таких наноматериалов, как нанопроволока или малые молекулы вместо традиционных CMOS компонентой. были сделаны полевые транзисторы с использованием как полупроводниковых углеродных нанотрубок, так и с однородной полупроводниковой нанопроволоки.

Производство энергии

В настоящее время проводятся исследования по использованию нанопроводов и других наноструктурных материалов в надежде на то, чтобы создать более дешевые и эффективные солнечные батареи по сравнению с обычными плоскими кремниевыми солнечными батареями. Считается, что изобретение более эффективной солнечной энергии будет иметь большое влияние на удовлетворение глобальных потребностей в энергии.

Существует также исследования в производстве энергии для мобильных устройств, которые будут работать в организме и называемые бионаногенераторами.

Бионаногенератор это наноразмерное электрохимическое устройство, например, топливный элемент или гальванический элемент, но в отличие от них получает питание от глюкозы в крови в живом теле, таким же образом, как тело генерирует энергию от еды. Для достижения такого эффекта, используется фермент, который способен очистить глюкозу от своих электронов, освобождая их для использования в электрических устройствах. Средний человек может, теоретически, генерировать 100 Ватт электроэнергии (около 2000 калорий в день) с помощью бионаногенератора.

Однако эта оценка истинна только если все продукты будут преобразованы в электричество, но поскольку человеческий организм также постоянно нуждается в энергии, то следовательно вырабатываемая электроэнергия, вероятно, будет намного ниже. Выработанная такими устройствами электроэнергия может питать приборы, вмонтированные в организм человека (например кардиостимуляторы), или нанороботы, работающие с помощью сахара. Значительная часть исследований по бионаногенераторам все еще является экспериментальной.

Медицинская диагностика

Существует большая заинтересованность в строительстве наноэлектронных устройств, которые могли бы определить концентрацию биомолекул в режиме реального времени для использования в медицинской диагностике, таким образом, попадая в категорию наномедицины. Параллельная линия исследований направлена на создание наноэлектронных устройств, которые могут взаимодействовать с отдельными клетками для использования в основных биологических исследованиях. Эти устройства называются наносенсоры. Такая миниатюризация должна открыть новые подходы для наблюдения за состоянием здоровья, контроля и защитной технологии.