• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Bionanotechnologia w akcji

    07.03.2010. 09:05
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Tworząc nanourządzenie zbudowane z grafenu oraz przewodzących prąd elektryczny nanokabli, naukowcy po raz pierwszy na świecie mogli zbadać za pomocą nanotechnologicznego układu aktywność żywej komórki mięśnia sercowego - podaje "Nano Letters".

    Zdaniem badaczy, to przysłowiowy kamień milowy bionanotechnologii - nowej dziedziny nauki, gdzie w badaniach biologicznych wykorzystuje się najnowocześniejsze osiągnięcia nanotechnologii.

    Znany naukowcom od zaledwie 6 lat grafen - przewodząca prąd elektryczny płaszczyzna o grubości jednego atomu, utworzona wyłącznie z atomów węgla - przebojem wkroczył w świat nowoczesnej nauki.

    Badania prowadzone przez amerykańsko-chińską grupę badawczą, łączącą naukowców z prestiżowego Harvard University oraz chińskiego National Center for Nanoscience and Technology (NCNST) zaowocowały utworzeniem nanoukładu, który umożliwia rejestrację aktywności życiowej komórki mięśnia sercowego.

    Urządzenie tworzy podwójny układ o charakterze tranzystora polowego - FET, gdzie obok siebie współdziała tranzystor polowy zbudowany z grafenu (graphene-FET) oraz równolegle działający FET, utworzony z nanokabla krzemowego (SiNW-FET). Przy konstrukcji układu naukowcy wykorzystali m.in. nanotechnologiczną technikę litograficzną.

    Na powierzchnię grafenową oraz na nanokabel krzemowy została nałożona żywa komórka mięśnia sercowego, której aktywność życiowa (regularne skurcze - "bicie") rejestrowano za pomocą nanoukładów elektronicznych (obu tranzystorów polowych).

    Według naukowców, wyniki badań są unikatowe. Po raz pierwszy na świecie udało się wytworzyć funkcjonujące połączenie między żywą komórką oraz atomowej grubości węglową płaszczyzną - grafenem. Dzięki temu było możliwe analizowanie zmian zachodzących w komórce poprzez obserwację wahania parametrów elektrycznych rejestrowanych w tranzystorze polowym wytworzonym z grafenu.

    Co więcej, zbudowany przez badaczy układ pozwalał na jednoczesną pracę dwóch nanoukładów badawczych - SiNW-FET oraz grafenowego tranzystora polowego.

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Układ bodźcotwórczo-przewodzący (układ bodźco-przewodzący serca; układ bodźcowo-przewodzący) – określona grupa komórek serca, która ma zdolność do wytwarzania oraz rozprowadzania rytmicznych impulsów elektrycznych wywołujących skurcz serca. Grafen – jest płaską strukturą złożoną z atomów węgla, połączonych w sześciokąty. Ze względu na wygląd przypomina plaster miodu. Ponieważ materiał ten ma jednoatomową grubość, uważa się go za strukturę dwuwymiarową. Opis teoretyczny grafenu powstał już w 1947 w pracy Wallace’a. Jednak w tym samym okresie opublikowano szereg innych prac, w których dowodzono, że grafen, jak i inne materiały dwuwymiarowe, nie może istnieć w przyrodzie. Stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego za wyniki w nauce – nagroda przyznawana corocznie przez Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego studentom posiadającym wysoką średnią ocen oraz wykazującym się aktywnością i osiągnięciami naukowymi.

    Scalony bipolarny układ monolityczny: Układ ten składa się z podłoża półprzewodnikowego oraz wytworzonych w jego objętości lub na jego powierzchni obszarów funkcjonalnych elementów, obszarów izolujących elementy, połączeń wewnętrznych między elementami oraz obudowy i doprowadzeń zewnętrznych. W przekroju poprzecznym tego układu wyróżniamy 4 warstwy, dolną Si-P, drugą jest cienka warstwa Si-N,trzecia to SiO2,a ostatnią warstwę stanowi Al. Poszczególne elementy układów monolitycznych są wykonane na tzw. wyspach, odizolowanych od siebie i od podłoża. Budowa tranzystora stosowanego w układach monolitycznych jest podobny do budowy indywidualnego tranzystora epitaksjalno-planarnego. Rezystory w układach monolitycznych bipolarnych tworzy warstwa typu P lub N+,często w postaci meandra. Są to tzw. rezystory warstwowe. Jako diody stosuje się najczęściej struktury tranzystorowe, przy czym używa się tylko jednego ze złączy tranzystora. W układach monolitycznych wytwarza się dwa rodzaje kondensatorów, pierwszy rodzaj wykorzystuje pojemność spolaryzowanego wstecznie złącza PN,natomiast drugim rodzajem są kondensatory tlenkowe. Pojemność tych drugich jest mniejsza, a wymiary większe, a niżeli złączowych. W układach monolitycznych cewki indukcyjne wytwarza się bardzo rzadko przez naparowanie na warstwę SiO2 spiralnej warstwy metalu. Wszystkie elementy układu monolitycznego są wytwarzane w identycznych warunkach i w ciągu jednego procesu technologicznego. Elektrownia polowa - kompletny zespół spalinowo-elektryczny przystosowany do działania w warunkach polowych. Umożliwia oświetlenie obiektów polowych oraz napędzanie maszyn i zasilanie urządzeń. Wykorzystywana w misjach pokojowych, jak i wojennych, jako mobilne, niezależne źródło zasilania.

    Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) znajduje się w Cambridge, Massachusetts (USA) przy 60 Garden Street. Jest to najbardziej zróżnicowana instytucja astrofizyczna na świecie. Naukowcy CfA przeprowadzają szeroki program badań astronomicznych i astrofizycznych. Misją Centrum jest szerzenie naszej wiedzy i zrozumienia Wszechświata poprzez badania i edukację w zakresie astronomii i astrofizyki oraz Nauk o Ziemi. ECL (Emitter Coupled Logic) – rodzina bipolarnych cyfrowych układów scalonych charakteryzująca się pracą tranzystorów wyłącznie w liniowym zakresie pracy, bez wchodzenia w stan zatkania lub nasycenia. Osiągnięte to zostało przez połączenie tranzystorów w układy wzmacniaczy różnicowych (we wzmacniaczu różnicowym tranzystory są połączone emiterami, stąd nazwa rodziny). W innej serii bipolarnych cyfrowych układów scalonych – TTL przełączanie stanów logicznych związane jest z przechodzeniem tranzystorów ze stanu nasycenia do zatkania i odwrotnie. Wyjście tranzystora ze stanu nasycenia bądź zatkania trwa stosunkowo długo, natomiast dzięki pracy tranzystorów ECL tylko w liniowym zakresie charakterystyki, seria ta jest bardzo szybka. Pierwsze układy tego typu (seria 10k) miały czasy propagacji kilka ns (nanosekund), o rząd wielkości szybciej niż ówczesne układy TTL. Dzisiejsze układy ECL mają czasy propagacji rządu setek a nawet dziesiątek ps (pikosekund).

    Grafan – związek chemiczny, substancja będąca modyfikacją grafenu. Jest to uwodorniony grafen. Transformacja ta czyni bardzo silnie przewodzący grafen izolatorem. Lubelski Festiwal Nauki – największa impreza naukowa w Lublinie, mająca na celu popularyzację nauki w społeczeństwie (szczególnie wśród młodzieży), prezentację projektów badawczych realizowanych w uczelniach i jednostkach naukowych, promocję uczelni i jednostek badawczych oraz integrację lubelskiego środowiska naukowego. Festiwal ma także zachęcić do uprawiania i podglądania nauki oraz pracy naukowców, pokazać, że praca naukowca może być ciekawa, a studia mogą pomóc w realizacji marzeń.

    Schemat elektryczny wykonawczy - schemat elektryczny opracowywany w celu przedstawienia wszystkich połączeń elektrycznych między elementami obiektu oraz oznaczenia (opisania) przewodów, wiązek przewodów, kabli, wyprowadzeń doprowadzeń, końcówek (zacisków), złącz, przepustów itp. schematy wykonawcze określają sposób układania oraz miejsce (numery zacisków) przyłączenia przewodów i kabli w obiekcie (urządzeniu). Wykorzystywane są przy montażu urządzeń i wykonywaniu połączeń oraz w czasie eksploatacji przy wykonywaniu napraw.

    COPUS Komitet Publicznego Zrozumienia Nauki został założony w 1985 roku przez Brytyjskie Stowarzyszenie Nauki, Instytut Królewski oraz Towarzystwo Królewskie. Jego celem było tłumaczenie postępów naukowych i uczynienie ich bardziej dostępnymi dla nie-naukowców. Odegrał rolę w rozwoju Publicznego Zrozumienia Nauki. System dotacji COPUS został utworzony w 1987 roku, a ostatnia tura darowizn nastąpiła w 2003 roku.System został sfinansowany przez Biuro Nauki i Technologii oraz Towarzystwo naukowe. 25 dotacji wartych razem ponad 750 000 funtów zostało przyznanych w 2003 roku. W 2000 została utworzona nowa rada COPUS, by prowadzić współpracę naukową obejmującą całą Wielką Brytanię. Według raportu zleconego przez Towarzystwo Nauki i Technologii w 2002 roku Rada COPUS została odwołana.

    Komórka nowotworowa – komórka której cykl komórkowy został zaburzony wskutek mutacji. Jedną z jej ważnych cech jest duża zdolność do unikania apoptozy. Komórka nowotworowa dzieli się nieustannie i bez ograniczeń. Charakteryzuje ją podwyższona aktywność telomerazy, co umożliwia ominięcie fizjologicznego limitu ilości podziałów jednej komórki. Pod tym względem przypomina komórki macierzyste, jednak nie dochodzi do specjalizacji komórki. Podział komórek nowotworowych może prowadzić do powstania guza nowotworowego. CMOS (ang. Complementary MOS) – technologia wytwarzania układów scalonych, głównie cyfrowych, składających się z tranzystorów MOS o przeciwnym typie przewodnictwa i połączonych w taki sposób, że w ustalonym stanie logicznym przewodzi tylko jeden z nich. Dzięki temu układ statycznie nie pobiera żadnej mocy (pomijając niewielki prąd wyłączenia tranzystora), a prąd ze źródła zasilania płynie tylko w momencie przełączania – gdy przez bardzo krótką chwilę przewodzą jednocześnie oba tranzystory. Tracona w układach CMOS moc wzrasta wraz z częstotliwością przełączania, co wiąże się z przeładowywaniem wszystkich pojemności, szczególnie pojemności obciążających wyjścia.

    SATRO-EKG - program komputerowy do analizy sygnałów elektrokardiologicznych bazujący na modelu SFHAM, umożliwiający ocenę aktywności elektrycznych mięśnia sercowego, a tym samym wczesne wykrywanie zmian niedokrwiennych mięśnia sercowego. Płaszczyzna Z (płaszczyzna z) - płaszczyzna zmiennych zespolonych uzyskanych na drodze przekształcenia do dziedziny "z" za pomocą transformaty Z - w teorii sterowania jedno z fundamentalnych narzędzi analizy i syntezy układów dyskretnych. Jej odpowiednikiem dla układów czasu ciągłego jest płaszczyzna S.

    Cytochemia – dział biochemii, który się zajmuje składem chemicznym organellum i komórki oraz procesami chemicznymi zachodzącymi w organellum oraz w całej komórce. Nanorurki – struktury nadcząsteczkowe, mające postać pustych w środku walców. Współcześnie najlepiej poznane są nanorurki węglowe, których ścianki zbudowane są ze zwiniętego grafenu (jednoatomowej warstwy grafitu). Istnieją jednak także niewęglowe nanorurki (m.in. utworzone z siarczku wolframu) oraz nanorurki utworzone z DNA.

    Dodano: 07.03.2010. 09:05  


    Najnowsze