ทรานซิสเตอร์ไอออนขนาดอะตอมที่สามารถเปิดและปิดช่องไอออนไปยังไอออนที่เฉพาะเจาะจงได้อย่างรวดเร็วได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยในประเทศจีนและสหรัฐอเมริกา ทีมงานเชื่อว่าอุปกรณ์นี้สามารถใช้งานได้หลากหลาย ตั้งแต่ส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ไปจนถึงการสกัดโลหะมีค่า ส่วนประกอบสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือทรานซิสเตอร์
ซึ่งเป็นสวิตช์
ที่อนุญาตหรือปิดกั้นการไหลของอิเล็กตรอนระหว่างสองขั้ว ขึ้นอยู่กับศักย์ไฟฟ้าที่ใช้กับขั้วที่สามที่เรียกว่าเกท นี่เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของลอจิกดิจิทัล และทรานซิสเตอร์มากกว่า 5 หมื่นล้านตัวสามารถยัดลงบนชิปซิลิกอนตัวเดียวได้ เช่นเดียวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ระบบประสาทส่วนกลางของมนุษย์
ใช้แรงกระตุ้นไฟฟ้าเพื่อส่งและประมวลผลข้อมูล ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองคืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อาศัยการไหลของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ ในขณะที่สัญญาณประสาทจะถูกส่งโดยไอออนบวก นักวิจัยต้องการสร้างทรานซิสเตอร์ไอออนที่ได้รับแรงบันดาลใจจากระบบชีวภาพ
แต่สิ่งนี้ได้พิสูจน์แล้วว่ายุ่งยากมาก โดยธรรมชาติแล้ว ฟังก์ชัน จะดำเนินการโดยช่องที่เปิดออกเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าบางอย่างเพื่อให้ไอออนเฉพาะเจาะจงแพร่ผ่าน อย่างไรก็ตาม ระบบระดับนาโนที่จำลองสิ่งนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในห้องปฏิบัติการ นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้แห่งมหาวิทยาลัย
ฮ่องกงอธิบายว่า “การพัฒนาช่องไอออนเทียมโดยใช้โครงสร้างรูพรุนแบบดั้งเดิมนั้นถูกขัดขวางโดยการแลกเปลี่ยนระหว่างความสามารถในการซึมผ่านและความสามารถในการคัดเลือก สำหรับการขนส่งไอออน ขนาดรูพรุนที่เกินเส้นผ่านศูนย์กลางของไอออนไฮเดรตทำให้การเลือกไอออนหายไปอย่างมาก”
หัวกะทิขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ปัญหานี้ขัดขวางการพัฒนาส่วนต่อประสานระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และร่างกายมนุษย์ และการได้รับไอออนชนิดเฉพาะที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าในการขนส่งระดับนาโนนั้นสัญญาว่าจะเป็นกุญแจสำคัญในความก้าวหน้า ความสำเร็จอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้น
การวินิจฉัย
และการรักษาโรคต่างๆ เช่น อัลไซเมอร์และโรคลมบ้าหมู ตลอดจนช่วยในการควบคุมแขนขาเทียมและการใช้งานอื่นๆ มากมาย ในงานวิจัยล่าสุดนี้ ร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ในฮ่องกงและมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ได้ผลิตทรานซิสเตอร์ไอออนโดยติดอิเล็กโทรดประตูทองที่ด้านหลัง
ของเกล็ดกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงซึ่งติดตั้งบนพื้นผิวซิลิกอนไนไตรด์ พวกเขาติดตั้งอุปกรณ์ระหว่างอ่างเก็บน้ำสองแห่ง แห่งหนึ่งมีโพแทสเซียมไอออน อีกแห่งหนึ่งไม่มี เมื่อไม่มีการใช้ศักย์ไฟฟ้ากับประตู ไอออนโพแทสเซียมจะถูกป้องกันไม่ให้เข้าสู่ช่องว่างกว้าง 0.3 นาโนเมตรระหว่างชั้นในกราฟีนออกไซด์
ที่รีดิวซ์โดยโมเลกุลของน้ำที่ดึงดูดประจุไอออนบวก อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้ศักย์ไฟฟ้าที่ –1.2 V แรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตระหว่างกราฟีนประจุลบและโพแทสเซียมไอออนที่เป็นบวกจะเพียงพอที่จะดึงไอออนเข้าสู่ช่องสัญญาณ ไม่ว่าจะโดยการบิดเบือน “เปลือกไฮเดรชัน” หรือโดยการลอกออกบางส่วน
นักวิจัยพบว่า เมื่อศักยภาพการใช้งานเพิ่มขึ้น อัตราการไหลก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน “ไอออนสามารถกระจายตัวในช่องแกรฟีนของเราได้เร็วกว่าในน้ำปริมาณมากถึง 100 เท่า” ในความเป็นจริงพวกมันเคลื่อนที่ผ่านช่องได้เร็วกว่าช่องไอออนชีวภาพด้วยซ้ำ เมื่อปิดแรงดันไฟฟ้า การไหลก็หยุดลงอีกครั้ง
การเลือกไอออนนักวิจัยยังได้แสดงให้เห็นถึงการเลือกไอออน พวกเขาเติมสารละลายป้อนด้วยโพแทสเซียมคลอไรด์ซีเซียมคลอไรด์และลิเธียมคลอไรด์ที่มีความเข้มข้นเท่ากันและปรับแรงดันเกท พวกเขาพบการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญและขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าในความเข้มข้นของสารละลายที่ยอมให้ผ่าน
ได้ “ความสวยงามของที่นี่คือ คุณสามารถเลือกขนาดได้ด้วยการใช้แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด” อธิบาย “ทำไม? เพราะถ้าฉันมีไอออนที่ใหญ่กว่า ด้วยการใช้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ฉันจะมีความสามารถที่แตกต่างออกไปในการดึงหรือบีบมัน ไข่จะแบนลง ดังนั้นมันจึงสามารถเข้าไปในช่องได้”
นอกจาก
จะเป็นพื้นฐานของอิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพแล้ว ความสามารถในการกำจัดไอออนออกจากของเหลวแบบคัดเลือกอาจมีประโยชน์ในการบำบัดน้ำ “ช่องระดับอะตอมที่ออกแบบอย่างประณีตเฉพาะที่ยอมให้ไอออนบางตัวหรือไม่มีไอออนซึมผ่านสามารถใช้สกัดโลหะมีค่าหรือหายากหรือน้ำบริสุทธิ์
จากน้ำทะเลได้อย่างมีประสิทธิภาพ”“ตอนนี้แนวโน้มกำลังมุ่งไปสู่การแยกด้วยสนามไฟฟ้ามากขึ้นเรื่อยๆ งานวิจัยนี้เป็นหนึ่งในขั้นตอนที่ช่วยให้สามารถแยกสารที่ขับเคลื่อนด้วยสนามไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้น และผมยินดีเป็นอย่างยิ่ง” “งานนี้เป็นความก้าวหน้าขั้นพื้นฐานในการศึกษา
คือมวลของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ดาวพฤหัสบดี ดวงอาทิตย์ และดาวฤกษ์ตามลำดับaคือระยะการโคจรของดาวเคราะห์ และ 5.2 AU คือระยะห่างของดาวพฤหัสบดีจากดวงอาทิตย์ สิ่งนี้เอื้อต่อการค้นพบดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ในวงโคจรระยะสั้นใกล้ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากโปรแกรมตรวจสอบส่วนใหญ่
เพิ่งดำเนินการมาไม่กี่ปี อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้อธิบายว่าทำไมวงโคจรจำนวนมากถึงมีความเยื้องศูนย์มากกว่าที่พบในระบบสุริยะของเรา เพื่อทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ เราจำเป็นต้องดูเงื่อนไขที่ระบบดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น ดาวพฤหัสบดีก่อตัวอย่างไร?ทฤษฎีการก่อตัวของดาวเคราะห์ยักษ์
แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก วิธีการแบบ “จากบนลงล่าง” มีดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากการรบกวนขนาดใหญ่ในจานก๊าซที่แบนราบซึ่งล้อมรอบดาวฤกษ์เกิดใหม่ในช่วงสองสามล้านปีแรกของชีวิต ในขณะเดียวกัน วิธีการแบบ “จากล่างขึ้นบน” ต้องใช้เม็ดฝุ่นที่มีชั้นปกคลุมของน้ำแข็งจับตัวกันเป็นก้อน
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
