Ny teknologi

Nanoteknologi kan løse mange problemer inden for energi og ydelse. Men stabil produktion er vanskelig. Lydbølger kan være løsningen.
Annonce
Annonce
forfatter

Mange tror, at nanoteknologi kan løse mange problemer indenfor batteriteknologi og solcellekapacitet og til at gøre transistorer endnu mindre og tættere, således at man kan øge lagringskapacitet og regnekapacitet til computere. Skulle man efterhånden klare at lave en fungerende kvantecomputer, vil det sandsynligvis blandt andet være takket være nanoteknologi.

Nanoteknologi drejer sig om forskning og udvikling af og med nanomaterialer. Dette materiale er så småt, at man må bruge nanometerskala for at måle dem. For god ordens skyld er en nanometer en milliarddel af en meter og en milliondel af en millimeter. En nanoledning kan derfor være mere end 10.000 gange tyndere end et menneskehår!

Vanskeligt at masseproducere
Problemet er, at jo mindre komponenterne bliver, desto vanskeligere er det at sætte dem sammen på en økonomisk og reproducerbar måde. Hidtil har nanoforskning bidraget til en del imponerende prototyper af både solceller, batterikoncept og transistorer, men at masseproducere dem har vist sig meget problematisk.

Lydbølger
Nu har et tværfagligt forskningshold på Penn State Univeristy i Pennsylvania fundet en måde at placere nanoledninger i et repeterende mønster, tanket være brugen af lydbølger.

– Der findes måder at lave sådanne enheder ved hjælp af litografi, men det er meget vanskeligt at lave mønstre under 50 nanometer med litografi, siger Tony Jun Huang, lektor i ingeniørvidenskab og mekanik ved Penn State.

– Nu er det ganske nemt at lave metalliske nanomaterialer ved brug af syntetisk kemi. Vores proces tillader en kontinuerlig overførsel af disse nanomaterialer til overflader, som ikke nødvendigvis er kompatible med konventionel litografi. For eksempel kan vi lave netværk med ledninger og derefter placere dem på en række levende celler.

Piezoelektricitet
Forskerne har arbejdet med at placere metalliske nanoledninger i en flydende løsning på en såkaldt piezoelektrisk overflade. Piezoelektriske materialer forandrer form, når man sender elektricitet gennem dem og modsat genererer de elektricitet, når man forandrer formen på dem. Denne effekt er eksempelvis vigtig, når man skal generere supersoniske lydbølger.

Ved at sende vekselstrøm ind i den piezoelektriske overflade, laver materialets bevægelse en stående lydbølge. En stående bølge har noder (knudepunkter, som markerer begyndelsen og slutningen af en lydbølge), som ikke flytter sig. Nanoledningerne flytter sig til disse noder og bliver der.

Hvis forskerne bare tilfører én strøm, vil nanoledningerne lægge sig i en endimensionel række. Sendes strømmen i to retninger, vinkelret i forhold til hinanden (for eksempel en mod nord og en mod øst), vil et todimensionelt mønster af stående bølge forme sig, og nanoledningerne flytter sig til krydspunkterne i mønstret og danner et ”tredimensionelt, gnist-lignende mønster” ifølge en rapport i tidsskriftet ACS Nano.

Når opløsningen fordamper, vil nanoledningerne holde sig på plads i mønstret. Disse kan så overføres til en overflade af organisk polymer (for eksempel plast) ved at presse polymeret ned på overfladen med nanoledninger. Herefter kan polymeret bruges til at fragte nanoledningerne til en ny overflade, enten fast eller fleksibel.

– Vi mener virkelig, at vores teknik kan være ekstremt effektiv, siger Huang. – Vi kan finjustere mønstret til den konfiguration, vi ønsker, og herefter overføre nanoledningerne med et polymerstempel.

Afstanden mellem noderne, hvor nanoledningerne lægges, kan justeres direkte ved at forandre frekvensen og interaktionen mellem de to elektriske felter. Dette sparer tid og kan gøre masseproduktionen af elektriske nanokredse og nanotransistorer enklere.

Forskningen støttes af National Institute of Health, National Science Foundation og Penn State Center for Nanoscale Science.

Kilde: sciencedaily.com

Simulering af elektrisk distribution i et todimensionelt område med stående lydbølger. (Kreditering: Tony Jun Huang, Penn State)
Simulering af elektrisk distribution i et todimensionelt område med stående lydbølger. (Kreditering: Tony Jun Huang, Penn State)

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *

 

forfatter

Geir Gråbein Nordby

(f. 1978): Journalist. Gråbein har aldrig haft et fuldtidsjob, før han kom til Lyd & Billede. Her har han til gengæld været næsten halvdelen af sit liv, siden han i 2001 sendte en jobansøgning til den forkerte adresse (han ville egentlig søge job i et lydstudie af samme navn). Gråbeins ekspertise er hovedsagelig inden for hi-fi, hovedtelefoner og hjemmebiograf, men det sker, at han brillerer på andre områder.
Annonce
Annonce

Læs også

Acers chromebook-nyheder har mere power end mange PC-bærbare.
Eksternt grafikkort giver den kompakte bærbare ekstra kræfter til spil både hjemme og ude.
Hurtigere grafik, hurtigere CPU, hurtigere skærm.
Op til 2 terabyte lagring og 2800 MB/s hastighed.
Når lanceringfesten holdes på nettet, kan man lige så godt gøre det ekstravagant.
Succesforfatteren bag “Bosch” udgiver ny serie på Netflix.
Ny infotainment-skærm dækker hele instrumentbrættet.
Acers chromebook-nyheder har mere power end mange PC-bærbare.
Samsungs nye trådløse hørepropper kommer med intelligent aktiv støjreduktion.
Ligesom sidste år kommer dette års Samsung Galaxy S-serie i tre forskellige udgaver: Galaxy S21, Galaxy S21+ og Galaxy S21 Ultra.
Sonys enorme videovæg kommer nok ikke ind i stuerne lige med det første, men det kan godt ske, at du får den at se i aktion alligevel!
Anvendelig 35 mm til Sony full-frame.
Optrapper kampen mod Sonos med Sound Bar 550.
Eksternt grafikkort giver den kompakte bærbare ekstra kræfter til spil både hjemme og ude.
Hurtigere grafik, hurtigere CPU, hurtigere skærm.
Earins nye øresnegle lover bedre bas og lydkvalitet end konkurrenterne.