דיודה מבוססת ננו-זרימה

מיקרו וננו-זרימה הינו תחום מתפתח בעל עניין רב בשל הפוטנציאל שלו לחקור וכן לשלוט על תנועת נוזלים, מיקרו- וננו-חלקיקים, יונים וביו-מולקולות בהתקני “מעבדה על שבב” המאופיינים בתעלות / מבנים / אלקטרודות בממדים מיקרונים וננומטרים המיוצרים בשיטות הלקוחות מתחום המיקרו-אלקטרוניקה. שיטות הנעה אלקטרוקינטיות (הנעה באמצעות שדה חשמלי) הינן מהמבטיחות ביותר להפוך לבחירה המועדפת בהתקנים ממוזערים וניידים מעין אלו וחשיבותן אף גדולה יותר בתחום הננומטרי. תכונתן הייחודית של ננו-תעלות (להבדיל ממיקרו-תעלות) בסינון סלקטיבי של יונים מסוג מסוים (לדוגמה – מאפשר מעבר של קטיונים בלבד וחסימה של אניונים) מהווה בסיס למגוון רחב של רעיונות לפיתוח התקנים ממוזערים להמרת אנרגיה מכנית-כימית-חשמלית, הפרדת יונים, התפלת מים ועוד. שילוב של מיקרו- וננו-תעלות עם מולקולות ביולוגיות (דוגמת ד.נ.א) וננו-חלקיקים מאפשר לפתח התקני דיאגנוסטיקה חדשניים בתחום הרפואה. לדוגמה, שבירת הסימטריה הגיאומטרית של ננו-תעלה (תמונה) מובילה לאפקט של דיודה בה עוצמת הזרם החשמלי, המבוסס על תנועת יונים, תלויה באופן חזק בכיוון השדה החשמלי. בניית מעגלים חשמליים שקולים מבוססי ננו-זרימה (דוגמת דיודה, טרנזיסטור) למניפולציה של יונים עשויה לפתוח אפשרויות חדשות בתחום הדיאגנוסטיקה של יונים ומולקולות ביולוגיות. על מחקרים נוספים ביניהם מעבדה על שבב לאנליזה של תא בודד, ריכוז חלקיקים ביולוגיים, מערך ננו-תעלות ועוד ניתן לקרוא באתר המעבדה.

nanochannel