پیشرفت محققان در حسگرهای الکترومکانیکی نانومقیاس

با قرار دادن آنها (به‌عنوان هشداردهنده‌های شیمیایی در زمانی مناسب) درون یک
وسیله‌ی کوچک گیره‌مانند، می‌توان از آنها در جنگل‌ها، در صنعت، در بخش
مراقبت‌های پزشکی و حتی در منازل استفاده کرد. توانایی ساخت قطعات بسیار کوچکی
که این کار را انجام دهد، مطلبی است که تا به امروز ما فقط در فیلم‌های تخیلی
مشاهده کرده‌ایم. این قطعات با پهنای موی سر انسان و یا حتی کوچک‌تر، هستند؛
مانند لرزانک‌‌هایی که در مقیاس میکرو و نانو در میکروسکوپ الکترونی استفاده
می‌شوند و به شکل تخته‌ی شیرجه‌ی باریکی به نظر می‌رسند.

محققان به پیشرفت‌هایی در زمینه‌ی لرزانک‌های در حال نوسان که شبیه یک سیستم
گیتار نوسان می‌کنند و دامنه و فرکانس را تحت شرایط گوناگون اندازه‌گیری
می‌کنند، دست یافته‌اند و با تکیه بر این پیشرفت حسگرهای را ایجاد کرده‌اند که
از قابلیت اعتماد بالایی برخوردار است و پیغام وجود خطر در هوا را منتشر
می‌کند. روش مرسوم برای حسگرها شامل یک روش نوری است که از یک باریکه‌ی لیزر
نسبتاً حجیم و گران‌قیمت استفاده می‌کند که قابلیت استفاده در لرزانک‌ها را
به‌عنوان انتقال‌دهنده‌ی نانومقیاس ندارد.

روش جدیدی که این گروه استفاده می‌کنند، روشی کاملاً الکتریکی است. در این روش
از یک ولتاژ AC ضعیف برای ایجاد لرزش در لرزانک‌ ، و یک مدار ساده‌ی الکترونیکی
که می‌تواند هر تغییری را که در لرزش ایجاد می‌شود با استفاده از گازهای
شیمیایی و یا عامل‌های بیولوژیکی تشخیص دهد استفاده شده است. این روش در
ابزارهای نگهدارنده که در هنگام تشخیص گاز و سطوح شیمیایی به‌صورت صدای
هشداردهنده و یا روشنایی مختصری نمایان می‌شود، پیشرفت‌هایی ایجاد کرده‌ است.
کاربردهای این روش بسیار متفاوت است؛ علاوه ‌بر تشخیص همزمان گونه‌های مختلف
سموم موجود در محیط، این حسگرهای الکترومکانیکی به‌عنوان نمایشگر تغییرات
اندازه‌گیری شده در رطوبت و دما نیز استفاده می‌شوند.

نتایج اولیه مشخص می‌کند که این نوع حسگر کاملاً الکتریکی بسیار حساس است؛ به
گونه‌ای که می‌تواند بین گاز هیدروژن و دوتریم (که ایزوتوپ‌های مشابهی از یک
گاز هستند) تفاوت قائل شود. از آنجا که فرایند به‌طور کلی الکتریکی است،
محدودیت اندازه (که یکی از عوامل ایجاد مشکل در روش‌های تشخیص مقایسه‌ای است)
در این روش مشکلی ایجاد نمی‌کند. ابعاد لرزانک ممکن است تا ابعاد نانو کوچک
شوند و عملگرهای الکترونیکی نیز امکان جایگزیده شدن در یک تراشه‌ی بسیار کوچک
را دارند.

تحقیقات انجام‌شده به‌وسیله‌ی رآاو، نشان داده‌اند که یک نانولوله‌ی کربنی
می‌تواند به‌عنوان یک لرزانک لرزان عمل کند. رآاو با اعتبار دادن به کار
اسکومالکرلم (پروفسور بازنشسته‌ی کلمسون وکسی که اندازه‌گیری فرکانس رزونانس یک
سگدست در هارمون‌های دوم و بالاتر را کشف کرد)، پدیده‌ی معروف به توان پارازیت،
که یک پیش‌زمینه‌ی نامطلوب است و باعث مبهم شدن سیگنال‌ها می‌شود و یک مانع
اصلی در پیشرفت‌های فناوری مشابه بوده است، را برطرف نموده است. زمانی‌که
فرکانس رزونانس برای این، هارمون‌های بالاتر را به‌کار بیندازند، سیگنال‌های
بسیار کامل به‌دست می‌آید. این امر باعث ایجاد تفاوتی عمده می‌شود و مؤسسه‌ی
ملی استانداردها و فناوری مایل است که از این روش کلمسون به‌عنوان روشی برای
اندازه‌گیری میزان سختی لرزانک‌ها استفاده کند.