Erfindungen mit Nanotechnologie
Die Nanotechnologie verändert sich in allen Industriebereichen. Werfen Sie einen Blick auf einige der jüngsten Innovationen in diesem neuen Forschungsgebiet.
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Wissenschaftler entwickeln in Japan „Nano Bubble Water“.
Koichi Kamoshida/Getty Images
Das National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) und REO haben die weltweit erste „Nanoblasenwasser“-Technologie entwickelt, die es Süßwasserfischen und Salzwasserfischen ermöglicht, im selben Wasser zu leben.
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So zeigen Sie Objekte im Nanomaßstab an
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Das Rastertunnelmikroskop wird sowohl in der industriellen als auch in der Grundlagenforschung häufig verwendet, um Bilder von Metalloberflächen auf atomarer oder nanoskaliger Ebene zu erhalten.
03 von 05Nanosensor-Sonde
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Eine „Nano-Nadel“ mit einer Spitze, die etwa ein Tausendstel der Größe eines menschlichen Haares hat, sticht in eine lebende Zelle und lässt sie kurz erzittern. Sobald es aus der Zelle entfernt wird, erkennt dieser ORNL-Nanosensor Anzeichen früher DNA-Schäden, die zu Krebs führen können.
Dieser Nanosensor mit hoher Selektivität und Empfindlichkeit wurde von einer Forschungsgruppe unter der Leitung von entwickelt Tuan Vo-Dinh und seine Mitarbeiter Guy Griffin und Brian Cullum. Die Gruppe glaubt, dass der Nanosensor durch die Verwendung von Antikörpern, die auf eine Vielzahl von Zellchemikalien abzielen, in einer lebenden Zelle das Vorhandensein von Proteinen und anderen Arten von biomedizinischem Interesse überwachen kann.
04 von 05Nanoingenieure erfinden neues Biomaterial
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UC San Diego/Shaochen Chen
Catherine Hockmuth von der UC San Diego berichtet, dass ein neues Biomaterial, das für die Reparatur von beschädigtem menschlichem Gewebe entwickelt wurde, keine Falten bildet, wenn es gedehnt wird. Die Erfindung von Nanoingenieuren an der University of California, San Diego markiert einen bedeutenden Durchbruch in der Gewebezüchtung, da sie die Eigenschaften von nativem menschlichem Gewebe besser nachahmt.
Shaochen Chen, Professor am Department of NanoEngineering an der UC San Diego Jacobs School of Engineering, hofft, dass zukünftige Gewebepflaster, die beispielsweise zur Reparatur beschädigter Herzwände, Blutgefäße und Haut verwendet werden, verträglicher sein werden als die Pflaster heute verfügbar.
Diese Biofabrikationstechnik verwendet Licht, präzise gesteuerte Spiegel und ein Computerprojektionssystem, um dreidimensionale Gerüste mit wohldefinierten Mustern beliebiger Form für die Gewebezüchtung zu bauen.
Die Form erwies sich als wesentlich für die mechanischen Eigenschaften des neuen Materials. Während die meisten künstlichen Gewebe in Gerüsten geschichtet sind, die die Form von kreisförmigen oder quadratischen Löchern haben, hat Chens Team zwei neue Formen geschaffen, die als „einspringende Waben“ und „fehlende Rippen geschnitten“ bezeichnet werden. Beide Formen weisen die Eigenschaft eines negativen Poisson-Verhältnisses auf (d. h. keine Faltenbildung beim Dehnen) und behalten diese Eigenschaft bei, unabhängig davon, ob das Gewebepflaster eine oder mehrere Schichten aufweist.
05 von 05MIT-Forscher entdecken neue Energiequelle namens Themopower
MIT/Grafik von Christine Daniloff' id='mntl-sc-block-image_2-0-17' /> MIT/Grafik von Christine Daniloff
MIT-Wissenschaftler am MIT haben ein bisher unbekanntes Phänomen entdeckt, das dazu führen kann, dass starke Energiewellen durch winzige Drähte schießen, die als Kohlenstoffnanoröhren bekannt sind. Die Entdeckung könnte zu einer neuen Art der Stromerzeugung führen.
Das Phänomen, das als Thermokraftwellen beschrieben wird, eröffnet ein neues Gebiet der Energieforschung, was selten ist, sagt Michael Strano, Charles und Hilda Roddey Associate Professor of Chemical Engineering am MIT, der leitender Autor eines Artikels war, in dem die neuen Erkenntnisse beschrieben wurden in Nature Materials am 7. März 2011. Der Hauptautor war Wonjoon Choi, ein Doktorand im Maschinenbau.
Kohlenstoffnanoröhren sind submikroskopische Hohlröhren, die aus einem Gitter von Kohlenstoffatomen bestehen. Diese Röhren mit einem Durchmesser von nur wenigen Milliardstel Metern (Nanometern) gehören zu einer Familie neuartiger Kohlenstoffmoleküle, darunter Buckyballs und Graphenblätter.
In den neuen Experimenten von Michael Strano und seinem Team wurden Nanoröhrchen mit einer Schicht aus einem reaktiven Brennstoff überzogen, der durch Zersetzung Wärme erzeugen kann. Dieser Brennstoff wurde dann an einem Ende der Nanoröhre entweder mit einem Laserstrahl oder einem Hochspannungsfunken gezündet, und das Ergebnis war eine sich schnell bewegende Wärmewelle, die sich entlang der Länge der Kohlenstoff-Nanoröhre ausbreitete, wie eine Flamme, die sich entlang der Länge einer bewegt beleuchtete Sicherung. Die Wärme des Kraftstoffs gelangt in die Nanoröhre, wo sie sich tausendmal schneller fortbewegt als im Kraftstoff selbst. Wenn die Wärme zur Kraftstoffbeschichtung zurückgeführt wird, entsteht eine thermische Welle, die entlang der Nanoröhre geführt wird. Mit einer Temperatur von 3.000 Kelvin bewegt sich dieser Wärmering 10.000-mal schneller entlang der Röhre als die normale Ausbreitung dieser chemischen Reaktion. Es stellt sich heraus, dass die durch diese Verbrennung erzeugte Wärme auch Elektronen entlang der Röhre drückt und einen beträchtlichen elektrischen Strom erzeugt.