Розроблена нова технологія зважування нанооб'єктів з точністю одного аттограмма
Вчені й інженери з Массачусетського технологічного інституту розробили і створили новий зважений наноканальный резонатор (Suspended Nanochannel приховує резонатора, SNR), мікроскопічне пристрій, здатне виміряти вагу наночастинок та інших об'єктів наномасштаба з точністю одного аттограмма, мільйонної від трильйонної частки грама. Початкова ідея такого методу зважування наночастинок належить Скотту Мэналису (Scott Manalis), професору Массачусетського технологічного інституту, а сам метод полягає у вимірюванні ваги наночастинки в момент її руху разом з потоком рідини через надзвичайно вузький канал в кремнієвій пластині. Цей метод вже був реалізований у більш ранній час, але останні його модифікації дозволили підняти роздільну здатність SNR-системи до значення в 0.85 аттограмма.
Основою SNR-системи є наноканал, заповнений спеціальною рідиною. Ділянка цього наноканала проходить через крихітну кремнієву пластину, яка одночасно є частиною резонатора, коливного з великою частотою в порожнині вакуумної камери. Наночастинки, клітини або інші нанообъекты перемішаються в каналі, рухаючись разом з потоком рідини, їх маса стає причиною зміни частоти коливань кремнієвої пластини, а значення цієї зміни прямо пропорційно масі частинок і є головною вимірювальною величиною.
"Якщо ви будете намагатися виміряти масу за допомогою великого резонатора, це буде схоже на масивну дошку великого трампліна для стрибків у воду, на кінець якої сіла муха. Наявність або відсутність мухи на кінці такої дошки не призведе до істотних відмінностей у частоті коливань цієї дошки" - розповідає професор Мэналис, - "Тому, для того, щоб створити функціонуючу високоточну систему вимірювання ваги нанооб'єктів нам потрібно виготовити резонатори меншої ваги і габаритів".
Для досягнення високої точності вимірювання маси нанооб'єктів дослідники за допомогою сучасних методів нанопроизводства виготовили мікроскопічну консоль резонатора, розмір якої склав всього 22.5 мікрона. Крім того, на відміну від попередніх реалізацій даної технології замість електростатичного методу збудження коливань резонатора був використаний п'єзоелектричний метод.
"Тепер, за допомогою нашого нового пристрою ми зможемо зважувати віруси, окремі клітини і більшість видів наночастинок, які використовуються в наномедицине і в промисловому виробництві" - розповідає професор Мэналис, - "Така можливість дозволить людям більш ретельно контролювати і керувати ходом процесів лікування певних видів захворювань, а також і ходом деяких нанотехнологічних процесів".