Was ist ein Nanosensor?
Ein Nanosensor sammelt und überträgt Informationen über nanoskalige Daten, die in winzigen Schritten, sogenannten Nanometern, gemessen werden. Solche Geräte haben eine Reihe potenzieller Anwendungen in Wissenschaft und Medizin, einschließlich der Fähigkeit, Rückkopplungen bereitzustellen, die es Nanopartikeln ermöglichen, sich zu Funktionsmodellen zusammenzusetzen. Forscher auf diesem Gebiet können für Universitäten, private Unternehmen und öffentliche Labors arbeiten, die an potenziellen Anwendungen der Nanotechnologie interessiert sind. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts galten Nanosensoren und verwandte Technologien allgemein als bedeutender wissenschaftlicher Durchbruch mit wichtigen potenziellen Anwendungen.
Diese Geräte können so programmiert werden, dass sie auf bestimmte Umgebungsbedingungen reagieren. Zum Beispiel kann ein Desoxyribonukleinsäure (DNA) -Nanosensor entworfen werden, um spezifische DNA-Ketten in einer Probe zu markieren. Dies könnte für Aktivitäten wie die schnelle Diagnose von Infektionen genutzt werden, wie Forscher am Massachusetts Institute of Technology demonstrierten. Wenn der Sensor einen bekannten Auslöser erkennt, sendet er möglicherweise ein Signal oder leuchtet auf, damit er von einem anderen Sensorgerät erkannt werden kann.
Anwendungen für Nanosensoren in der Medizin sind vielfältig. Sie können verwendet werden, um Informationen darüber zu liefern, was im Inneren des Körpers im Nanobereich, in Zellen und tief in möglicherweise gestörten Strukturen vor sich geht. Neben der Weitergabe von Daten nach außen könnten sie auch an der Reparatur im Nanomaßstab beteiligt sein. Ein Patient mit einer beschädigten Leber könnte beispielsweise ein Verfahren zum Wiederaufbau eines Teils des Organs mit Nanopartikeln in einem als molekulare Selbstorganisation bezeichneten Prozess durchführen, bei dem sich die Partikel auf organisierte Weise selbst steuern.
In der Wissenschaft kann ein Nanosensor zum Nachweis von Spurenchemikalien, Mineralien und anderen Verbindungen in der Umwelt eingesetzt werden. Dies kann sowohl für die Erkennung in Laborumgebungen als auch im Feld nützlich sein. Beamte der öffentlichen Sicherheit könnten beispielsweise einen DNA-Nanosensor verwenden, um Hinweise auf in der Luft befindliche Viren zu erkennen und eine Epidemie frühzeitig zu erkennen, bevor sie sich in der gesamten Bevölkerung ausbreiten kann. Ähnliche Sensoren können Spuren von Strahlung oder gefährlichen Chemikalien aufnehmen, die eine Gefahr für die menschliche Gesundheit und Sicherheit darstellen können.
Einige Laboreinrichtungen stellen ihre eigenen Nanosensor-Geräte für bestimmte Forschungsaktivitäten her. Andere können sie bei Lieferanten von wissenschaftlichem Material bestellen. Die Kosten können vom Grad der Komplexität und der Größe abhängen. Anwendungen für Verbrauchergeräte wie Luftqualitätsdetektoren für Privathaushalte bedeuten, dass eine Reihe von Unternehmen hohe Investitionen in die Entwicklung von Technologien zur Herstellung erschwinglicher Nanosensoren für die Verwendung in Massenprodukten tätigen.