Elektroniese sensor die grootte van 'n enkele molekule 'n potensiële spel-wisselaar

Piëzoresistors word algemeen gebruik om vibrasies in elektronika en motors op te spoor, soos in slimfone om stappe te tel, en vir lugsakontplooiing in motors. Hulle word ook gebruik in mediese toestelle soos inplantbare druksensors, sowel as in lugvaart en ruimtereise.

In 'n landwye inisiatief het navorsers gelei deur dr Nadim Darwish van Curtin Universiteit, professor Jeffrey Reimers van die Universiteit van Tegnologie Sydney, medeprofessor Daniel Kosov van James Cook Universiteit, en dr Thomas Fallon van die Universiteit van Newcastle, 'n piëzoresistor ontwikkel wat ongeveer 500 000 keer kleiner as die breedte van 'n menslike haar.

Dr Darwish het gesê dat hulle 'n meer sensitiewe, geminiaturiseerde tipe van hierdie sleutel elektroniese komponent ontwikkel het, wat krag of druk na 'n elektriese sein omskep en in baie alledaagse toepassings gebruik word.

"As gevolg van sy grootte en chemiese aard, sal hierdie nuwe tipe piëzoresistor 'n hele nuwe ryk van geleenthede oopmaak vir chemiese en biosensors, mens-masjien-koppelvlakke en gesondheidsmoniteringstoestelle," het dr Darwish gesê.

"Aangesien hulle molekulêr gebaseer is, kan ons nuwe sensors gebruik word om ander chemikalieë of biomolekules soos proteïene en ensieme op te spoor, wat spelveranderend kan wees vir die opsporing van siektes."

Dr Fallon het gesê die nuwe piëzoresistor is gemaak van 'n enkele bullvaleenmolekule wat, wanneer dit meganies gespanne word, reageer om 'n nuwe molekule van verskillende vorm te vorm, wat elektrisiteitsvloei verander deur weerstand te verander.

"Die verskillende chemiese vorms staan ​​bekend as isomere, en dit is die eerste keer dat reaksies tussen hulle gebruik is om piëzoresistors te ontwikkel," het dr Fallon gesê.

"Ons kon die komplekse reeks reaksies wat plaasvind modelleer, en verstaan ​​hoe enkele molekules in reële tyd kan reageer en transformeer."

Professor Reimers het gesê die betekenis hiervan is die vermoë om die verandering in die vorm van 'n reagerende molekule, heen en weer, ongeveer een keer elke 1 millisekonde elektries op te spoor.

"Om molekulêre vorms op te spoor van hul elektriese geleiding is 'n hele nuwe konsep van chemiese waarneming," het professor Reimers gesê.

Medeprofessor Kosov het gesê om die verband tussen molekulêre vorm en geleiding te verstaan, sal dit moontlik maak om basiese eienskappe van verbindings tussen molekules en aangehegte metaalgeleiers te bepaal.

"Hierdie nuwe vermoë is van kritieke belang vir die toekomstige ontwikkeling van alle molekulêre elektroniese toestelle," het medeprofessor Kosov gesê.

bron: Curtin University. "Electronic sensor the size of a single molecule a potential game-changer." ScienceDaily. ScienceDaily, 3 October 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/10/231003104800.htm>.