nanotechnology

เทคโนโลยีนาโน

สร้างท่อขนาดดีเอ็นเอด้วยโปรแกรมสำหรับงานนาโนเทคโนโลยี

นักวิจัยจาก สถาบันเทตโนโลยีแคลิฟอเนีย (Caltech) ได้พัฒนากลไกที่ง่ายในการผลิตท่อในระดับโมเลกุลเป็นจำนวนมาก โดยการใช้โปรแกรมทำให้ได้ความละเอียดของเส้นรอบวงและความเหมือนกันของทั้งหมด เทคโนโลยีนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ท่อระดับโมเลกุลได้ในการประยุกต์ในศาสตร์นาโนเทคโนโลยีได้หลายอย่าง ท่อขนาดโมเลกุลประกอบด้วยการม้วนตัวของสายดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอถูกจัดเป็นโมเลกุลวัสดุตามทฤษฏีในการก่อรวมตัวเป็นโครงสร้างโมเลกุลได้เอง เพราะดีเอ็นเอ 2 สายที่มีความตรงกันจะสามารค้นหาและจับกันได้อย่างอัตโนมัติ ดีเอ็นเอถูกใช้เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่แข็งแรง หรือแผนกระเบื้อง และกระเบื้องเหล่านี้สามารถมาต่อกันเพิ่มเติมเพื่อขยายผลึกแลกติส รวมถึงท่อ อย่างไรก็ตามก็ยังมีความยากในการควบคุมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ

นักวิจัยด้านวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ ได้ออกแบบโมเลกุลดีเอ็นเส้นเดียวที่มีความยืดหยุ่นหลายแบบ เรียกว่ากระเบื้องดีเอ็นเอเส้นเดียว ซึ่งแต่ละเส้นจะมีความยาวที่แน่นอนคือ 42 เบส และประกอบด้วยส่วนที่จะใช้จับสีส่วน ซึ่งส่วนดังกล่าวจะไปตรงกับดีเอ็นเอกระเบื้องเส้นเดียวอื่น ๆ แล้วเมื่อจับกันแล้วจะมีการเรียงตัวคล้ายตัวต่อเลโก้ กลายเป็นท่อที่ประกอบด้วยเกลียวดีเอ็นเอที่ส่วนทางกัน

ม้าไม้โทรจันจิ๋วช่วยขนส่งสารอาหาร

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโมแนชได้ออกแบบ ม้าไม้โทรจัน ขนาดนาโนเมตร เพื่อช่วยให้สารต่อต้านอนุมูลอิสระสามารถดูดซึมโดยร่างกายได้ดีขึ้น

นักวิจัยได้ออกแบบอนุภาคนาโนเมตร ซึ่งมีขนาดเพียง 1 ใน 1,000 ส่วนของเส้นผม ซึ่งจะไปช่วยป้องกันสารต่อต้านอนุมูลอิสระจากการถูกทำลายโดยลำไส้เล็กและช่วยใช้มีโอกาสมากขึ้นในการให้ร่างกายดูดซึมในระบบย่อยอาหาร

วิศวกรรมหาทางใช้ทองแบบใหม่ได้

การที่ทองเปล่งประกายมีความสำคัญมากกว่าความสวยงาม นักวิจัยจาก MIT ได้ค้นพบวิธีการที่จะใช้ทาองชิ้นเล็ก ๆ ในการต่อสู้กับมะเร็ง ขนส่งยาหรือมากกว่านั้น

แท่งนาโนทองคำ รูปจาก physorg.org

ก่อนที่แท่งทองคำขนาดนาโน จะสามารถมีประสิทธิภาพได้ต้องการ นักวิจัยต้องค้นหาทางออกที่จะแก้ปัญหาที่ยากข้อหนึ่งให้ได้ก่อนนั้นคือ การที่ผิวหน้าของอนุภาคที่เล็กนี้จะถูกเคลือบด้วยโมเลกุลที่ไม่ต้องการ เช่น ผลพลอยได้จากปฏิกิริยาทางการสังเคราะห์ ซึ่งทำให้การการป้องกันการสร้างแท่งทองคำขนาดนาโนที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ เคมีผิวหน้าเป็นกุญแจของงานนี้ ซึ่งหากต้องการที่จะมีความเชี่ยวชาญเพื่อจะประยุกต์ใช้งานดังกล่าวแล้ว จะต้องมีนักวิจัยที่ทุ่มเทลงมาทำความเข้าใจในเรื่องผิวหน้านี้

สร้างแบตเตอรี่จิ๋วจากไวรัส

วิศวกรจาก MIT ได้มองหาหนทางจัดการกับไวรัสที่ดีกว่าการฆ่ามันทิ้ง โดยจัดการให้ไวรัสเหล่านั้นทำงานให้หมด นักวิจัยได้พัฒนาเทคนิคใหม่โดยองค์ประกอบที่เป็นกุญแจของแบตเตอรี่ขนาดไมโครเมตร ที่สร้างมาจากไวรัส ทำให้เกิดการสร้างแหล่งพลังงานขนาดจิ๋วที่ถูกและง่าย

รูปซ้ายมือ เป็นการเรียงตัวของรูปขั้วไฟฟ้าของแบตเตอรี่จิ๋ว ที่มีขนาด 4 ไมโครเมตร รูปกลาง แบตเตอรี่จิ๋วที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าอยู่บนแผ่นเครื่องมือที่คีมคีบจับอยู่ รูปขวา ที่งานวิจัยที่ใช้คีมคีบแผ่นเครื่องมืออยู่ รูปจาก mit

กระดาษชนิดใหม่ทนกว่าเหล็กหล่อ

นักวิจัยสวีเดนและญี่ปุ่น ได้พัฒนากระดาษชนิดที่ทนการฉีกขาด ซึ่งทนกว่าเหล็กหล่อ โดยวัสดุใหม่นี้ใช้ชื่อว่า cellulose nanopaper สร้างจากอนุภาคที่เล็กกว่ากล้องจุลทรรศน์ของเซลลูโลส ซึ่งนี้อาจนำไปสู่การประยุกต์ใช้กระดาษเพื่อสร้างวัสดุอื่น ๆ รายงานนี้ได้ตีพิมพ์ลงวารสาร ACS’ Biomacromolecules

ผ้านาโนชอบน้ำมัน ไม่ชอบน้ำ

วัสดุชนิดใหม่ที่สามารถดูดซับน้ำมันได้นี้เป็นผลงานคิดค้นจาก นักวิจัยสถาบัน MIT ผ้านี้จะสามารถนำไปใช้ในการดูดซับน้ำมันเวลาปนเปื้อนในทะเลได้เร็วขึ้น ซึ่งเป้นการป้องกันมนุษย์และสัตว์จากมลพิษสิ่งแวดล้อม

ใช้วัสดุนาโนติดตามห่วงโซ่อาหาร

รายงานการวิจัยจากวารสาร Nature Nanotechnology แสดงให้เห็นถึงวัสดุนาโนเทคโนโลยี ที่สร้างขึ้นสามารถส่งทอดจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวจนถึงสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ และปริมาณการส่งต่อวัสดุนาโนเทคโนโลยีพบว่ามีต่ำมาก อีกทั้งยังไม่พบหลักฐานที่บ่งชี้ถึงการสะสมวัสดุนาโนเทคโนโลยี ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ซึ่งนี้บ่งชี้ว่าวัสดุนาโนเทคโนโลยีอาจไม่มีการสะสมเพิ่มขึ้นในห่วงโซ่อาหารของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

ไต้หวันสร้างเบรกนาโน ใช้แสงสั่งการ

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติไต้หวันสามารถพัฒนา เบรกระดับโมเลกุลได้เป็นครั้งแรก ซึ่งสามารถควบคุมการหยุดของนาโนแมชชีนตามความต้องการได้ เบรกที่พัฒนาขึ้นนี้เล็กกว่าความกว้างเส้นผมหนึ่งพันเท่า โดยเบรกนี้จะใช้แสงเป็นตัวสั่งการให้หยุดได้ และนี้เป็นครั้งแรกที่นาโนแมชชีนสามารถทำงานในอุณหภูมิห้องได้ รายงานนี้ตีพิมพ์แล้วในวารสาร Organic Letters

ใช้เซลล์มาสอบเทียบเครื่องมือ

นักวิจัยด้านนาโนเทคโนโลยีของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส ได้แสดงวิธีการใช้เซลล์เม็ดเลือดแดงในการสอบเทียบเครื่องมือ หรือ calibrate ที่มีความว่องไวสูง เช่น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ลงวารสารวิชาการ Applied Physics Letters และ Nanoscale Science and Technology โดยนักวิจัยพบว่ากล้องจุลทรรศน์นั้นทำงานที่มีความละเอียดอ่อนอย่างมาก โดยการรับภาพจะมีจุดที่รับอิเล็กตรอนคล้ายปลายเข็มอยู่ ข้อมูลที่รับเป็นอิเล็กตรอน จะถูกแปลกลับมาเป็นภาพ ซึ่งจุดรับภาพมีการตั้งค่าสอบเทียบที่ยากมาก นักวิจัยจึงได้คิดที่จะใช้เซลล์เม็ดเลือดแดง โดยก่อนหน้านี้ทีมงานได้แสดงให้เห็นการคำนวณที่แม่นยำในการใช้แรงแค่ไหนจึงจะปล่อยเซลล์เม็ดเลือดแดงมาตามจำนวนที่ต้องการได้ ซึ่งวิธีนี้จะนำมาประยุกต์ใช้กลับจุดรับภาพของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแทน

ออสซิลเลเตอร์เชิงกลนาโน จะนำคอมพิวเตอร์สู่ยุคใหม่

เมื่อ 50 ปีที่แล้ว นักศึกษาบัณฑิตวิทยาลัย ได้คิด “parametron” ซึ่งเป็นวงจรไฟฟ้าที่สามารถนำไปสร้างเป็นคอมพิวเตอร์ได้ แนวคิดนี้ไม่มีใครสนใจ จนปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถให้ชีวิตใหม่กับแนวความคิดนี้ได้ และงานของนักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้จะนำไปสู่ก้าวใหม่ของคอมพิวเตอร์ที่อิงบนกลไกมากกว่าการสั่งงานด้วยไฟฟ้า

ปัจจุบันนี้ “0” และ “1” เป็นตัวเลขดิจิทัลที่สำคัญในการเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะถูกระบุด้วยทรานซิสเตอร์ที่จะมี ความต่างศักย์ที่ 0 หรือ ที่ 1 ผ่าน parametron จะตอบสนองต่อการสั่นของ oscillator ไฟฟ้าและเปลี่ยนเป็นความถี่ คอมพิวเตอร์ที่อิงความรู้นี้ได้ถูกผลิตขึ้นแต่แนวความคิดไม่ได้ถูกใช้เพราะปัญหาในการจ่ายพลังงานและทราสซิสเตอร์ที่มีความไวมากกว่า

roti

Syndicate content