奈米碳管質量感測器打破紀錄！
- 上線日期：2012/5/31 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
西班牙研究人員成功製作出史上最靈敏的質量感測器，能測得單一質子的質量大小，大約是1攸克(yoctogram, ym)，即10-24 g。此裝置含有一根懸吊的奈米碳管(carbon nanotube)，能藉由偵測原子附著在碳管表面所造成的化學反應，來辨識該原子的存在。
上述新型質量感測器是由Catalan Institue of Technology的Adrian Bachtold團隊所製作，採用長150 nm、直徑2 nm的碳管做為奈米弦(nanostring)共振器。縮短碳管長度會增加奈米弦的音高(pitch)，亦即提其聲波共振頻率(acoustic resonance frequency)。實驗中的奈米碳管振動頻率為2 GHz，落在碳管上的粒子會增加碳管質量而導致共振頻率降低，而粒子越重降幅越大。觀測此共振頻率的偏移便可推算出附著粒子的質量。
研究人員在過去已製作出類似的質量感測器，可測得質量約100 ym的粒子。西班牙團隊之所以能將元件靈敏度提升100倍，主要原因是他們利用大電流通過此裝置來進行清潔，此「電流退火」(current annealing)可除去吸附在碳管上的污染原子，此外，該實驗於超高真空中及4K低溫下進行，以便將附近分子的干擾降到最低，並以減少熱效應影響。
研究人員使用此奈米天平測量單一萘(naphthalene)分子以及少量氙氣原子，並從實驗數據中計算出此裝置的質量解析能力達到1.7 ym，約莫為一顆質子的質量。研究人員表示，此感測器可用來辨別化合物中不同的元素原子(可能僅相差數個質子)，因此有機會用來追蹤進行中的化學反應。除了質量探測之外，此操作於極低溫的奈米共振器亦可能在量子物理的基礎研究中派上用場。詳見Nature Nanotechnology｜DOI:10.1038/nnano.2012.42。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/49499
譯者:莫偉呈(茂迪太陽能)
責任編輯:劉家銘
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