ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
76
Вопрос 69. Что такое сенсоры, наносенсоры?
Сенсоры, или датчики – это технические элементы, чувствительные к внешним
воздействиям (от англ. «sense» - «чувствовать»).
Сенсоры уже давно встраиваются в автомобили, музыкальные центры, холодильники
и другие бытовые приборы. Датчики широко используются в охранных системах,
системах контроля над глобальными катаклизмами (например, сейсмодатчики,
способные заблаговременно предупредить людей о надвигающемся землетрясении по
малейшим колебаниям), системах противопожарной безопасности, медицине.
Ультразвуковые сенсоры по принципу работы напоминают локатор. Волны,
исходящие от них, проникают в любой угол помещения, и малейшее изменение
геометрии комнаты приводит к срабатыванию сигнализации.
Инфракрасные датчики срабатывают в момент попадания движущегося объекта, из-
лучающего тепло (например, человека или собаки) в зону чувствительности датчика.
Пьезоэлектрический сенсор предназначен для обнаружения механических
воздействий на отдельные предметы и используется при охране сейфов, музейных
экспонатов и т.д. Такой сенсор представляет собой МЭМС-устройство, способное
обнаружить смещение вплоть до 1 микрона. В основе работы сенсора лежит
пьезоэлектрический эффект, суть которого подробно излагалась в первой главе при
описании пьезомеханического манипулятора, обеспечивающего перемещение зонда
сканирующего микроскопа.
Работа газовых сенсоров заключается в анализе воздуха, попадающего в сенсор че-
рез полупроницаемую мембрану. Молекулы газа вступают в реакцию с электролитом у
измерительного электрода. В результате реакции генерируется электрический ток, по
измерению которого можно судить о наличии тех или иных веществ в атмосфере. Такие
устройства позволяют определять утечку газов и проверять состояние атмосферы на
предмет наличия токсичных веществ, взрывоопасного водорода и т.п.
Наносенсоры – это чувствительные элементы, действие которых основано на
наномасштабных эффектах. Сегодня наносенсоры находят широкое применение в
контроле над состоянием сложных систем, бытовой технике и в биомедицине.
Вопрос 70. Что такое Молекулярный Сортирующий Ротор?
С помощью НЭМС-систем можно построить нанорецептор, который смог бы
отделять молекулы только одного типа. Классический наноре-цептор, названный
Молекулярным Сортирующим Ротором (МСР), предложен Эриком Дрекслером.
Каждый ротор (см. рис. 60) имеет «гнезда» по окружности, конфигурированные под
определенные молекулы. Находясь в окружении молекул, «гнезда» селективно
захватывают только заданные молекулы и удерживают их до тех пор, пока молекула не
ока76аноте внутри устройства. От «гнезда» ее отсоединяет стержень, расположенный
внутри ротора. Такие роторы могут быть спроектированы из 10
5
атомов и иметь размеры
порядка (7х14х14 нм) при массе 2х10
-21
кг. Они смогут сортировать молекулы, состоящие
из 20 и менее атомов, со скоростью 10
6
молекул/сек при энергозатратах в 10
-22
Дж на 1
молекулу. МСР позволяет создавать давление в 30 000 атмосфер, потребляя 10
-19
Дж.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- …
- следующая ›
- последняя »
