Ученые создали датчик, размером с молекулу

Австралийские исследователи разработали более эффективную версию широко используемого электронного датчика. Новинка в 500 тыс. раз меньше человеческого волоса и имеет размер молекулы. Это прорыв, который может изменить правила игры на рынке электроники

Ученые создали датчик, размером с молекулу Фото: freepik.com, pngwing.com

Пьезорезисторы обычно используются в электронике для обнаружения вибраций, например, в смартфонах для подсчета шагов, а также для срабатывания подушек безопасности в автомобилях. Они интегрируются в медицинские устройства, такие как имплантированные датчики давления, а также популярны в авиации и космических путешествиях.

Прорыв в технологии пьезорезисторов

В рамках общенациональной инициативы исследователи под руководством доктора Надима Дарвиша из Университета Кертина, профессора Джеффри Реймерса из Технологического университета Сиднея, доцента Даниэля Косова из Университета Джеймса Кука и доктора Томаса Феллона из Университета Ньюкасла разработали пьезорезистор, который примерно в 500 000 раз меньше ширины человеческого волоса.

Доктор Дарвиш сказал, что они разработали более чувствительный, миниатюрный тип этого ключевого электронного компонента, который преобразует силу или давление в электрический сигнал и используется во многих сферах и гаджетах.

Потенциальные применения и особенности

«Благодаря своему размеру и химической природе этот новый тип пьезорезисторов откроет целый ряд новых возможностей для химических и биосенсоров, человеко-машинных интерфейсов и устройств мониторинга здоровья, — сказал д-р Дарвиш. — Поскольку они основаны на молекулярной основе, наши новые сенсоры могут быть использованы для обнаружения других химических веществ или биомолекул, таких как белки и ферменты, что может изменить правила игры в выявлении болезней».

Интересное по теме: Физики разработали высокомагнитный материал: что он даст человечеству

Scientists, laboratory Фото: freepik.com

Научная основа разработки

Доктор Феллон рассказал, что новый пьезорезистор был изготовлен из одной молекулы булвалена, которая при механическом растяжении реагирует, образуя новую молекулу другой формы, изменяя поток электричества за счет изменения сопротивления.

«Различные химические формы известны как изомеры, и это первый случай, когда реакции между ними были использованы для разработки пьезорезисторов, — сказал д-р Фэллон. — Мы смогли смоделировать сложную серию происходящих реакций, понимая, как отдельные молекулы могут реагировать и трансформироваться в реальном времени».

Последствия для молекулярной электроники

По словам профессора Реймерса, значение этого факта заключается в возможности электрического обнаружения изменения формы реагирующей молекулы — туда и обратно — примерно раз в 1 миллисекунду.

«Обнаружение формы молекул по их электропроводности — это совершенно новая концепция химического зондирования», — сказал профессор Реймерс.

Доцент Косов отметил, что понимание взаимосвязи между формой молекулы и электропроводностью позволит определить основные свойства соединений между молекулами и прикрепленными к ним металлическими проводниками.

«Эта новая возможность имеет решающее значение для будущего развития всех устройств молекулярной электроники», — сказал доцент Косов.

Ознакомьтесь с другими популярными материалами:

Ученые придумали метод быстрого обучения роботов

Как зародилась жизнь на Земле: ответы ученых

Япония создала искусственный интеллект, расшифровывающий «язык» кур

По материалам scitechdaily.com.