Наноклапаны трудятся по-второму, чем хорошие клапаны, каковые употребляются, дабы механически закрыть и открыть поток в трубопроводах, как в сигнале. «Эти механические клапаны смогут быть миниатюризированы, но не, как нам было бы необходимо для наноразмерных заявлений», растолковывает учитель ETH Пуликэкос. «В случае если каналы более узкие, чем пара дюжин микрометров, они не смогут быть механически закрыты и открыты с любой регулярностью».Узкое место с электродамиЧтобы открыть и закрыть поток наночастицы в ультратонких каналах, ученые ETH применяли электрические силы.
Они трудились с каналами, запечатленными в кремниевый чип. У них был диаметр всего 300 – 500 нанометров – меньше чем одна сотая диаметра людских волос.
Они тогда выстроили наноклапаны в этих каналах, сузив каналы в желаемых расположениях клапана, применяя субмикронную литографию и поместив электрод с обеих сторон этих узких мест.Наночастицы в чистой воде не смогут через узкое место; для них закрыт клапан в его главном стране.
Активируя электрод в особенности пути, электрическая область в узком месте возможно поменяна. Это ведет к силе, действующей на каждые существующие наночастицы, что выдвигает частицы через узкое место – это – то, как клапан «открыт».Наночастицы в соляном растворе, но, ведут себя по-второму: они смогут пройти через узкое место в его главном стране – для них, клапан «открыт».
Все же, потому, что ученые смогли продемонстрировать, что эти частицы смогут быть остановлены в электродах при квалифицированном применении чередования электрических областей. Так, к примеру, биологическими частицами, такими как вирусы, антитела и липосомы, каковые в большинстве случаев присутствуют в солевых жидкостях и по собственной природе и в лаборатории, возможно легко руководить.
Управление вибрирующими наночастицами«Значительно тяжело изучить отдельные наночастицы в жидкости, по причине того, что Броуновское перемещение действует на наноразмерное», растолковывает Хади Эглиди, Научный сотрудник в группе Пуликэкоса. Маленькие частицы не остаются все еще, но вместо этого всегда вибрируют с радиусом перемещения, что неоднократно есть их диаметром. «Но мы можем захватить молекулы в маленьком пространстве между двумя либо больше клапанами и после этого изучить их под микроскопом, к примеру».Как часть доказательства понятия, ученые подготовили изоляцию и сортирующий замок с соединением и тремя клапанами на кремниевом чипе (см. изображение выше). Отдельная наночастица возможно захвачена и изучена на перекрестке.
Клапанами возможно тогда руководить так, дабы частица покинула совокупность через один из двух каналов выхода, разрешив наночастицы в жидкости быть сортированной в два класса. Вместе с сотрудниками из Цюрихского университета исследователи ETH преуспели в том, дабы применять совокупность, дабы руководить маленькими полупроводниковыми наночастицами (квантовые точки) и антитела – оба с диаметром всего 10 нанометров.Лаборатория на чипе заявления
Потому, что ученые подчеркивают, в принципе, вероятно устроить сложную совокупность наноканала с любым числом управляемых клапанов на кремниевом чипе. «Совершенно верно настраивая электрическую область в электродах, в будущем могло быть вероятно применять клапаны в качестве фильтра, разрешающие частицы с конкретными физическими особенностями проходят, блокируя вторых», говорит Кристиан Холлер, докторант в группе Пуликэкоса.Ученые сейчас желали бы потом создать разработку вместе с партнерами, дабы принести ему до готовности к стандартному применению в изучении.
Так как это разрешает частицам на мелком чипе быть сортированными, к примеру, это имело возможность воображать интерес в материаловедении, химии либо биомедицине. Может кроме этого быть вероятно применять эту технику, дабы изолировать синтетические либо биологические частицы, дабы изучить их шепетильно либо проанализировать их под влиянием фармацевтических наркотиков.