دانشمندان موسسه California Nanosystems در دانشگاه کالیفرنیا (UCLA) با استفاده از ترانزیستورهای اثر میدان (FETs) ساخته شده از نانولوله‌های کربنی تک‌جداره (SWNT) عامل‌دار شده توسط مشتقات روی پورفیرین، سیستمی را توسعه داده‌اند که می‌تواند به طور مستقیم انتقال الکترون القاء شده توسط نور را درون یک سیستم دهنده-گیرنده تشخیص دهد. این تحقیق می‌تواند مبنایی برای کاربردهایی همچون فتوسنتز مصنوعی و منابع جدید انرژی همانند پیل‌های خورشیدی باشد.
تقلید از طبیعت توسط نانولوله‌ها
| دانشمندان موسسه California Nanosystems در دانشگاه کالیفرنیا (UCLA)، با استفاده از ترانزیستورهای اثر میدان (FETs)، ساخته شده از نانولوله‌های کربنی تک‌جداره (SWNT) که مشتقات روی پورفیرین آن را عامل‌دار کرده است، سیستمی را توسعه داده‌اند که می‌تواند به طور مستقیم انتقال الکترون القا شده به وسیله نور را درون یک سیستم دهنده-گیرنده تشخیص دهد. این تحقیق می‌تواند مبنایی برای کاربردهایی همچون فتوسنتز مصنوعی و منابع جدید انرژی همانند پیل‌های خورشیدی باشد. تبدیل مستقیم تغییرات محیطی به پالس‌های الکتریکی، سازوکار اصلی سیستم حسی بدن است و کار این محققان، قدمی در مسیر ایجاد یک ابزار پیچیده، مبتنی بر این اصل است. این محققان پورفیرین، یک مولکول جاذب نور که موجب آغاز واکنش نوآرایی بار در گیاهان می‌شود، را با یک ترانزیستور ترکیب نمودند. کانال رسانای ترانزیستور را شبکه‌ای از نانولوله‌های کربنی ایجاد می‌کند. این سیستم بخشی از فرایند طبیعی فتوسنتز، یا به صورت دقیق‌تر، استفاده از مواد جاذب نور برای آغاز انتقال الکترون را تقلید می‌کند. با این حال، برخلاف فرایند فتوسنتز، جذب نور در این سیستم به جای آغاز فرایند انتقال الکترون‌ها از پورفیرین، موجب شروع فرایند انتقال حفرات می‌گردد. با اندازه‌گیری پاسخ الکترونیکی، به عنوان تابعی از طول موج و شدت نور، و مقایسه آن با طیف جذب نوری پورفیرین می‌توان فرایند نوآرایی الکترونی را به طور مستقیم تشخیص داد. G. Gruner از UCLA می‌گوید: “با استفاده از ترانزیستور (مثلاً به جای ماده عایق) می‌توان به طور مستقیم انتقال بار القاشده به وسیله نور، از ماده به ابزار الکترونیکی را اندازه‌گیری کرد. آزمایش‌های ما مدرک مستقیمی بر این امر ارائه می‌دهد. این کار امکان حسگری نوری و تولید انواع مختلفی از ابزارهای اپتوالکترونیکی مبتنی بر فرآیند شناخته شده انتقال بار را نشان می‌دهد؛ به عنوان مثال می‌توان این کار را اولین گام تولید چشم مصنوعی به حساب آورد”. محققان همچنین نشان دادند که این ترانزیستورها را می‌توان روی هر بستری (حتی یک بستر زیست‌سازگار) تولید نمود، همچنین آنها آن‌قدر کوچک هستند که می‌توان آرایه‌ای متشکل از تعداد زیادی ترانزیستور تولید نمود. نتایج کار این محققان در مجله Nano Letter fi به چاپ رسیده است. |
