Wat is een nanosensor?
Een nanosensor verzamelt en verzendt informatie over gegevens op nanoschaal, gemeten in kleine stappen die nanometers worden genoemd. Dergelijke apparaten hebben een aantal potentiële toepassingen in de wetenschap en de geneeskunde, waaronder de mogelijkheid om feedback te geven waarmee nanodeeltjes zichzelf kunnen samenstellen in functionele modellen. Onderzoekers op dit gebied kunnen werken voor universiteiten, particuliere bedrijven en openbare laboratoria met interesse in de mogelijke toepassingen van nanotechnologie. In het begin van de 21e eeuw werden nanosensoren en bijbehorende technologie algemeen beschouwd als een belangrijke wetenschappelijke doorbraak met belangrijke potentiële toepassingen.
Deze apparaten kunnen worden gecodeerd om te reageren op specifieke milieudoelen. Een nanosensor van deoxyribonucleïnezuur (DNA) kan bijvoorbeeld worden ontworpen om specifieke DNA-ketens in een monster te markeren. Dit kan worden gebruikt voor activiteiten zoals snelle diagnose van infecties, zoals aangetoond door onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology. Wanneer de sensor een bekende trigger identificeert, kan deze een signaal verzenden of oplichten zodat deze door een ander sensorapparaat kan worden geïdentificeerd.
Er zijn veel toepassingen voor nanosensoren in de geneeskunde. Ze kunnen worden gebruikt om informatie te geven over wat er op nanoschaal in het lichaam gebeurt, in cellen en diep in structuren die mogelijk niet goed werken. Naast het doorsturen van gegevens naar buiten, kunnen ze ook worden betrokken bij het repareren op nanoschaal. Een patiënt met een beschadigde lever kan bijvoorbeeld een procedure hebben om een deel van het orgel opnieuw op te bouwen met nanodeeltjes in een proces dat bekend staat als moleculaire zelfassemblage, waarbij de deeltjes zich op een georganiseerde manier richten.
In de wetenschap kan een nanosensor worden gebruikt voor activiteiten zoals het detecteren van sporenchemicaliën, mineralen en andere stoffen in de omgeving. Dit kan nuttig zijn voor detectie in laboratoriumomgevingen en in het veld. Ambtenaren van openbare veiligheid, bijvoorbeeld, kunnen een DNA-nanosensor gebruiken om bewijs van virussen in de lucht te detecteren en vroegtijdig een epidemie op te vangen, voordat deze de kans krijgt zich door de bevolking te verspreiden. Soortgelijke sensoren kunnen sporen van straling of gevaarlijke chemicaliën oppikken die een bedreiging voor de gezondheid en veiligheid van mensen kunnen vormen.
Sommige laboratoriumfaciliteiten produceren hun eigen nanosensorapparatuur voor specifieke onderzoeksactiviteiten. Anderen kunnen ze bestellen bij leveranciers van wetenschappelijk materiaal. Kosten kunnen afhankelijk zijn van de vereiste complexiteit en de grootte. Toepassingen voor consumentenapparatuur, zoals luchtkwaliteitsdetectoren voor thuis, betekenen dat een aantal bedrijven veel investeren in de ontwikkeling van technologie om betaalbare nanosensoren te produceren voor gebruik in massaproducten.