Nye nano-enheder udviklet af U of T-forskere

(PhysOrg.com) -- University of Torontos forskere fortsætter med at afsløre rummets mysterier. Men selv de bedste astronauter i verden bliver forhindret, hvis rumskibet ikke starter. Når nedtællingen stopper, det skyldes ofte, at der er opdaget en brintlækage. En lille fejl i sensorenheden kan betyde tab af millioner af dollars.

Heldigvis, der er ingen fejl at lancere på U of T's nye elektronstrålenanolithografi-anlæg, hvor forskere allerede udvikler mindre end bittesmå prisvindende enheder for at forbedre sygdomsdiagnoser og forbedre teknologi, der påvirker felter så forskellige som rumudforskning. miljøet, sundhedspleje og informations- og medieteknologier.

En af disse nye nano-enheder, udvikles af ph.d.-studerende Muhammad Alam, er en optisk næse, der er i stand til at detektere flere gasser. Alam håber, at det vil blive brugt af NASA en dag.

Alamis overvåget af ingeniørprofessorerne Mo Mojahedi, direktør for Emerging Communications Technology Institute, og Stewart Aitchison, fakultetets prodekan (forskning).

Boeing, en leverandør af raketmotorer til NASA, henvendte sig til holdet i 2007 med et presserende behov for en kompakt og pålidelig brintsensor. "Nogle gange er de nødt til at annullere raketopsendelser på grund af falske alarmer fra brintsensorer. Det var det, der motiverede os til at arbejde på at designe en billig og pålidelig brintsensor, " sagde Alam.

Imidlertid, han sagde, at det kun var en del af motivationen. Brint er en meget brugt kemisk i mange industrier. Mere end 50 millioner tons brint blev produceret og brugt i 2004 af industrier lige fra petroleumsraffinaderier til halvlederbehandlingsanlæg. Efterspørgslen efter brint vokser med mere end 10 procent om året. En billig og pålidelig brintsensor vil hjælpe disse industrier med at håndtere brint mere sikkert og effektivt.

En anden motivation bag arbejdet er potentialet for anvendelse i miljøovervågning af forskellige gasser. "Vi er, selvfølgelig, bekymret for miljøet; en vellykket gennemførelse af vores forskning kan resultere i billige sensorer med evnen til at detektere flere gasser ud over brint. Dette kan være meget nyttigt til miljøovervågning."

Grundlæggende består enheden af ​​mange silicium nanotråde på en enkelt chip. Disse er bittesmå siliciumtråde, der kan begrænse og lede lys meget lig den måde, metalledninger leder elektricitet på. Nanotrådene er belagt med materiale, der er følsomt over for brint. Tilstedeværelsen af ​​brint ændrer mængden af ​​lys, der kommer ud af nanotrådene. Da de er så små, kan der være hundredvis af dem på en enkelt chip, og det er muligt at detektere mange forskellige gasser med samme chip. I lægmandssprog, Aitchison kalder dette den "optiske næse", fordi den fungerer meget som en menneskelig næse, der kan snuse og registrere forskellige lugte.

"For os er nyheden at gøre dem - at integrere flere ting på en enkelt platform. Det er meget givende, hvis det, vi laver, har praktiske anvendelser."

Det avancerede e-beam-laboratorium åbnede officielt den 16. september med et elektronstrålelitografisystem til $6,5 millioner, der kan definere funktioner så små som 10 nanometer.

Leveret af University of Toronto (nyheder:web)