小尺度效应对纳米开关吸合行为的影响

基于传统的欧拉伯努利梁模型和等效非局部理论,研究悬臂纳米开关和固支纳米开关在外加电压的情况下,小尺度效应对其吸合行为的影响,采用能量变分原理和数值分析的方法,建立纳米开关的数学物理模型,推导并求解其控制方程,详细研究了小尺度效应对两种纳米开关弯曲刚度的影响。结果表明:小尺度效应使固支纳米开关的弯曲刚度变小,悬臂纳米开关的弯曲刚度变大。

微芯片上Ag_2S电化学纳米开关的构筑及电学测量的初步研究

初步探索了利用电化学方法“自下而上”地构筑了Au/Ag/Ag2S-Au固体电化学纳米开关,并确定了较适宜的开关工作条件.小于1 nm的Ag2S-Au间隔是Ag2S开关器件的关键结构,以保证电子的量子遂穿和间隔中Ag凸起的生长与收缩.测量结果表明,Ag2S开关转换具有较好的可逆性和稳定性,开关转换电流相差3个数量级以上.

基于非局部弹性理论的纳米开关失稳特性研究

对纳米开关在静电力和分子力作用下的稳定特性进行了研究,给出了非局部弹性理论下的非线性控制方程和边界条件。采用满足载荷边界条件的线性分布载荷近似代替非线性的静电力和分子力的作用,求得了纳米开关的失稳电压。同时研究了纳米开关无电场力时,仅在分子力作用下达到失稳的最小间隙和最大长度。

热应力对碳纳米管增强纳米开关的影响

以两端固支型Euler-Bernoulli梁与基板组成的纳米开关系统作为研究对象,分析了纳米开关结构吸合的稳定性。在考虑电场力与因量子波动效应产生的卡西米尔力的情况下,主要研究了热应力对碳纳米管增强纳米开关的影响。利用Fredholm积分方程,对在相应边界条件下变系数的四阶非线性常微分方程进行了求解,并研究了热应力以及关键参数对碳纳米管增强纳米开关吸合位移和吸合电压的影响。结果表明,热应力对碳纳米管增强纳米开关吸合位移和吸合电压的影响依赖于碳纳米管的体积比,并且当环境温度超过一定临界值时,纳米开关将会变得不够稳定。

基于DNA自组装级联反应的纳米开关的构建

DNA纳米技术是纳米科学领域的一门新兴学科,它是依据DNA的碱基互补配对原则通过自组装行为构建成为各种维度的空间结构,具有长远的开发应用价值。DNA折纸术是一种新型DNA自组装方法,它通过向一条长的DNA骨架链上加入一系列经过特殊设计的短的DNA片段(订书钉链),依据碱基互补原则,可以构建出各种各样的二维三维DNA纳米结构。以往的纳米开关研究已经实现了人体重要微量元素的灵敏检测,而DNA纳米开关由于其具有良好的生物相容性和无毒性,有望实现更为广泛和安全的生物医学应用。本论文的主要研究是通过在骨架链—噬菌体M13mp18单链DNA上加入特定的订书钉链进而构建出能够进行数据输入的纳米开关结构,并通过特定的数据链实现级联反应的数据处理功能,该级联反应结果最终通过凝胶电泳解读。我们展示了通过加入不同的数据链精确控制纳米开关形成的环状结构数目和纳米开关反应的位置。该纳米开关构建过程十分简单,只需要在室温下进行DNA链杂交反应,结果采用凝胶电泳即能展示。由于该纳米开关构造的简易性和安全性,该纳米开关结构在一方面有望实现生物医学的数据记忆和存储的功能,而在另一方面该结构在药物的靶向运输和治疗方面也有着巨大的潜在应用价值。

PMMA固体电解质的导电桥纳米开关的制备和性能研究

为了研究以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为固态电解质导电桥纳米开关的特性,文中采用FR-4覆铜板(Cu)作为活泼电极,Al作为惰性电极,PMMA作为固态电解质,研究了Cu/PMMA/Al导电桥纳米开关的制备工艺和性能.研究结果表明:旋转涂胶形成PMMA薄膜的厚度对Cu/PMMA/Al开关的性能起决定性因素,最大开关转换次数随旋转转速的增大而增大.电化学抛光时间和氧化时间对Cu/PMMA/Al纳米开关性能的影响相对较弱.电化学抛光时间为30s和60s时,纳米开关的开关循环次数总体上比电化学抛光时间为90s时的多.氧化时间对Cu/PMMA/Al纳米开关性能的影响没有明显的规律性.FR-4覆铜板用磷酸电化学抛光30s,在180℃的条件下氧化7min,以4 000r·min^(-1)旋转速率涂胶后,Cu/PMMA/Al导电桥纳米开关可实现开关305次;铜表面电化学抛光处理Cu/PMMA/Al纳米开关的开关比(高阻态/低阻态)为105,高阻态与低阻态时的电阻基本上不随时间变化.

日本开发出新型纳米开关

日本物质材料研究机构的研究人员新开发出一种纳米开关，利用原子受电压控制后产生的排列形状变化达到开关电流的目的。这一成果发表在新一期的《自然》杂志上。

日本开发出新型纳米开关

日本物质材料研究机构的研究人员新开发出一种纳米开关，利用原子受电压控制后产生的排列形状变化达到开关电流的目的。这一成果发表在新一期的《自然》杂志上。研究人员在实验中首先将硫化银电极和白金电极之间的间隔定为1纳米左右。之后，在加上电压的状态下，硫化银电极的10个银原子排列产生变化，构成一个“微小的突起”得以伸长并连接上白金电极；

纳米开关结构的力学行为研究进展

纳米开关结构是纳米机电系统以及未来纳米计算机、纳米机器人的重要控制元件,它具有体积小、重量轻、功耗低、谐振频率高、响应时间短等优点,在亚微米器件中有着潜在的应用前景。随着纳米开关结构尺寸的减小,材料最外层表面原子所占的比例大幅度增加,比表面积、比表面能也迅速增加,呈现出显著的尺寸相关性,其物理、化学、力学性能与宏观物体有所不同。本文对纳米机械开关结构的力学行为研究现状进行了评述,集中讨论了纳米机械开关的典型力学行为研究,涉及各种边界条件下纳米机械开关结构受电、机载荷作用的情况,并提出需要进一步研究的方向。

EXODUS系统联合变构DNA纳米开关在帕金森病患者血浆外泌体miR-107检测中的应用

探索帕金森病患者血浆外泌体miR-107快速检测方法。采用病例对照设计,收集华中科技大学同济医学院附属同济医院检验科2023年12月至2024年1月帕金森病患者组和健康对照组血浆标本各10例。EXODUS系统分离血浆外泌体,纳米颗粒跟踪分析技术和透射电镜鉴定外泌体粒径和形态,Qiagen miRNeasy Micro Kit提取外泌体RNA,变构DNA纳米开关miRacles检测miR-107,琼脂糖凝胶电泳分析miR-107含量。采用Thermo Fisher RevertAid RT Reverse Transcription Kit对外泌体RNA进行逆转录,实时定量PCR检测miR-107。组间比较采用独立样本t检验。EXODUS系统1.5 h完成500μl血浆外泌体的分离,外泌体浓度健康对照组为(4.82±2.02)×10^(10)个/ml,帕金森病患者组为(5.08±2.34)×10^(10)个/ml,两组间差异无统计学意义(t=-0.168,P=0.872),透射电镜证实外泌体形态。变构DNA纳米开关miRacles能检测fM级miR-107,可有效区分miR-107及其家族成员miR-15a和miR-16。琼脂糖凝胶电泳显示,灰度值相对含量健康对照组为(1.00±0.26),帕金森病患者组为(1.86±0.21),帕金森病患者组miR-107显著高于健康对照(t=-8.143,P<0.001),与逆转录实时定量PCR结果类似。EXODUS系统联合变构DNA纳米开关miRacles能实现帕金森病患者血浆外泌体miR-107快速、非酶促、廉价的检测。

纳米级自开关二极管的电学特性研究

纳米级自开关二极管是一种通过破坏器件表面对称性来实现整流特性的纳米级新型晶体管。首先通过建立In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As纳米级自开关二极管的二维器件模型,采用蒙特卡罗方法,模拟了自开关器件的电子输运特性,根据该器件模型研究了在不同几何结构参数条件下的自开关器件的电学特性,并对影响器件电学特性的结构参数进行了仿真分析。结果表明,器件的I-V特性强烈地受到导电沟道宽度、沟槽宽度、沟道长度和表面态密度的影响,通过优化器件的结构参数可使器件获得更优越的整流特性。

径向压缩单壁碳纳米管的力学行为

寻求具有卓越性能而又易于制造的纳米开关是纳米科技界的一个研究热点.首先基于碳纳米管的结构双稳性提出了一种纳米开关的原型设计,其由关到开的转换可通过径向压缩实现;然后利用基于REBO-Ⅱ作用势的分子动力学模拟,系统分析了径向压缩单壁碳纳米管的力学行为和不同纳米管的双稳性特征,给出了一些纳米管双稳性的特征参数,对于工程设计具有一定的指导意义.

纳米器件对未来军事变革的影响

纳米技术作为在0.1nm^100nm的尺度空间内研究电子、原子、分子的内在运行规律和特性的崭新技术,日益受到各国的高度重视,纳米器件的研究水平和应用程度标志着一个国家纳米科技的总体水平。从现代电子器件面临的主要问题入手,指出了其发展的主要出路在于利用电子器件的特性和效应,同时选择合适的纳米器件作为新一代电子技术的基础;然后介绍了几种重要的纳米器件,针对其特点探讨了它们在军事领域中的应用前景;最后综述了纳米技术和器件对未来战争和军事变革所带来的深远影响。

冻结开关控制生物网络液体电路中的信号传输(英文)

通过引入一种新概念型电开关,首次提出研究生物网络液体电路或具有普遍意义的导电性微流体系统中的电学关断问题,通过有选择性地对通路中的水性电溶液实施冻结,则其内在特定方向上传输电流的离子可因溶液冻结后绝缘性的形成而被完全阻断,而一旦复温融化后,则此微流体电路中的电流又恢复其开启状态。为初步证实上述设想,设计了相应的概念性试验,通过检测溶液或生物系统在冻结及加热时的电阻瞬态响应规律,证实了方法的可行性。总结了冻结性电开关在控制导电性液体电路方面的工作性能及其在电泳分析、液相色谱分析以及在控制神经网络中信号传输方面的潜在应用。

科学家实现铁填充碳纳米管的可控制备

分支和填充结构是两种最基本的纳米结构，可用于纳米开关、纳米存储器以及纳米器件的集成等。化学所有机同体院重点实验室在前期研究中，发现气流波动法町以制备结构可控的分支碳纳米管。在此基础上，他们选用不同的衬底，实现了铁填充碳纳米管的可控制备。根据这一发现，提出了分支和铁填充碳纳米管形成的新机制，

IBM推出全球首个5纳米工艺芯片

IBM宣布利用5纳米技术制造出密度更大的芯片，这种芯片可以将300亿个5纳米开关电路集成在指甲盖大小的芯片上，相对于10纳米芯片可实现40％的性能提升．或是将功耗降低75％。

介孔二氧化硅门控开关在分析检测中的研究进展

介孔二氧化硅纳米粒子由于具有独特的结构特征和物理化学性质,可作为包载光及化学活性物质的优良载体;小分子化合物、核酸、抗体、蛋白质等功能分子通过修饰介孔二氧化硅纳米粒子以实现对包载物的封堵及对目标物的靶向作用;基于介孔二氧化硅纳米粒子及功能分子构建的智能纳米门控开关已被用于与疾病相关的生物标志物、化学战剂、爆炸品、毒品等小分子化合物的分析和检测,并逐步应用于高灵敏度化学传感器的构建。本文结合介孔二氧化硅纳米粒子功能化设计及存在的科学问题,就其在荧光探针和化学传感器构建中的应用及最新研究进展进行了综述,并对其未来发展方向进行了展望。

纳米光子学的最新进展

论述了纳米光子学的最新进展 ,介绍了国际上的一些研究小组所做的关于纳米光子学的实验 ,包括纳米开关、近场光学探针技术、近场光化学气相沉积制备、基于等离子体激元波导实现的远近场能量的转换装置等内容 ,着重阐明实验原理和纳米制备技术中的一些关键问题 .