Menu

На основі вуглецевих нанотрубок і ланцюжків ДНК вчені створили чутливий штучний "ніс".

На основе углеродных нанотрубок и цепочек ДНК ученые создали чувствительный искусственный "нос".


Дослідники з університету Пенсільванії (University of Pennsylvania) розробили новий високочутливий хімічний датчик, в основі якого знаходиться транзистор з вуглецевої нанотрубки, на поверхню якої нанесено нюхові білки-рецептори. Ці білки є основними чутливими компонентами клітин носа, завдяки яким люди можуть відчувати різні запахи.

Як вже вило сказано вище, основою датчика є польовий транзистор, виготовлений з вуглецевої нанотрубки, стінка якої має всього один атом у товщину (single-walled carbon nanotube field effect transistor, swCN-FET).. На поверхню нанотрубки, яка є основним провідним елементом польового транзистора нанесений тонкий шар білка-рецептора, який є фрагментами одноланцюгової ДНК (single-stranded DNA, ssDNA).

Електрохімічні процеси, що виникають в результаті взаємодії білка і різних хімічних речовин, що містяться в аналізованому повітрі, надаючи вплив на провідність польового транзистора, змінюючи значення сили струму, поточного через цей транзистор. Зміна сили струму прямо вказує на концентрацію в повітрі певної речовини, а вид речовини або речовин, на які реагує датчик, визначається видом білка-рецептора, нанесеного на поверхню нанотрубки.

На основе углеродных нанотрубок и цепочек ДНК ученые создали чувствительный искусственный "нос".


Як випливає з вищесказаного, один такий транзистор-датчик може визначати концентрацію тільки однієї хімічної сполуки, на який він налаштований. Але, завдяки малим розмірам таких транзисторів стає можливим розміщення на одному кристалі універсального датчика великої кількості нанотрубочних транзисторів, з допомогою яких датчиком буде охоплений досить широкий ряд хімічних сполук. Такі нюхові датчики можуть використовуватися для детектування забруднень навколишнього середовища, для виявлення вибухових речовин, у виробництві фармацевтичних препаратів і в різних біохімічних дослідженнях.

Проведені дослідження і створення хімічної детектора було виконано вченими в рамці програми "RealNose" Управління перспективних дослідницьких програм Пентагону DARPA. Додаткову підтримку та фінансування проекту надали Американський національний науковий фонд (National Science Foundation) і Міністерство оборони США.

|