ساخت ترازوی نانومتری با نانولوله‌های کربنی

محققان دانشگاه دلفت نشان دادند که نانولوله‌ها می‌توانند به صورت فنرهایی عمل کنند که حرکت خودشان را تشخیص می‌دهند. آنها برای این منظور، ابزارهای بیلچه مانندی (paddle-shaped) از نانولوله‌های کربنی ساختند که با تغییر ولتاژ گیت، در دو حالت کاملاً متفاوت نوسان می‌کرد. محققان دانشگاه دلفت نشان دادند که نانولوله‌ها می‌توانند به صورت فنرهایی عمل کنند که حرکت خودشان را تشخیص می‌دهند. آنها برای این منظور، ابزارهای بیلچه مانندی (paddle-shaped) از نانولوله‌های کربنی ساختند که با تغییر ولتاژ گیت، در دو حالت کاملاً متفاوت نوسان می‌کرد. نانولوله‌های کربنی گزینه‌های ایده‌الی برای ساخت حسگرهای جرمی و استفاده در سامانه‌های میکروالکترومکانیکی هستند. به دلیل قطر کوچک این ساختارها، تغییرات بسیار کوچک در آنها، مثل خمش یا پیچش ناشی از نشاندن یک جرم کوچک بر روی آنها، می‌تواند خواصشان را تحت تأثیر شدید قرار دهد. تغییر در خواص الکترونیکی نانولوله‌ها بر اثر اعمال فشار، می‌تواند در کاربردهای حسگری مورد استفاده قرار گیرد. محققان دانشگاه دلفت، از نانولوله‌های آویزان به صورت فنرهایی انعطاف‌پذیر در یک ابزار بیلچه مانند برای تشخیص لرزش‌های مکانیکی استفاده کردند. آنها دریافتند که نوسان نانولوله‌ها را می‌توان با تغییر ولتاژ جریان DC در الکترود گیت این دستگاه تنظیم کرد. این تیم، دو نوع رفتار وابسته به ولتاژ را در این نوسان‌کننده تشخیص دادند: وقتی ولتاژ گیت افزایش می‌یافت، نوسان در فرکانس‌های بالاتر انجام می‌شد و هنگامی که ولتاژ کاهش داشت، در فرکانس‌های پایین تر. طبق یافته‌های این تیم، نوسان نوع اول به این علت است که بیلچه‌ی مذکور، نسبت به گیت عقب و جلو می‌رود و نوسان نوع دوم نیز ناشی از چرخش بیلچه به دور محور نانولوله است. فنرهای نانولوله‌ای ثابت پیچش فنری کمتری نسبت به نوسان کننده‌های متعارف سیلیکونی دارند، به این معنی که راحت‌ترپیچ می‌خورند. این می‌تواند آنها را برای مصارف حسگری بسیار مناسب سازد. نتایج این پژوهش در مجله‌ی Applied Physics Letters منتشر شده است.