Ilmuwan Jepang membangun skala nano

Tuning fork / Yabuno Lab./University of Tsukuba

Bisakah molekul ditimbang dalam skala? Para ilmuwan dari Institut Nasional Sains dan Teknologi Lanjut dan Universitas Tsukuba (Jepang) telah merancang timbangan yang dapat menimbang benda-benda dengan berat beberapa nanogram dengan kesalahan 1%.

Sementara satu tim dari Tsukuba mematikan penuaan sel , yang lain membangun nanoscales menyerupai garpu tala mikroskopis . Perbandingan dengan itu tidak disengaja - timbangan bekerja berdasarkan prinsip osilasi self-excited, ketika tubuh osilasi mempengaruhi fase sumber osilasi, yang mengarah pada gerakan periodik yang stabil.

"Perangkat berbasiskan kantilever ganda(gigi yang menonjol), yang dibuat sebelumnya, hanya bisa memastikan keberadaan massa, tetapi tidak mengukurnya secara kuantitatif, ”jelas Hiroshi Yabuno, seorang profesor universitas. Di bawah kepemimpinannya, lulusannya membangun kawat nano tipe baru.

Timbangan dibuat dalam bentuk sandwich dari dua lapisan silikon, di antaranya ada insulator. Kantilever memiliki ukuran 500 per 100 mikron. Tes dilakukan pada mikrosfer polystyrene dengan diameter 15 μm.

Setelah menempatkan objek yang akan ditimbang pada salah satu gigi, getaran dari aktuator piezoelektrik diterapkan pada struktur. Karena keberadaan pada salah satu gigi dari objek yang diukur, getaran gigi berbeda satu sama lain. Perbedaan ini direkam oleh dua vibrometer Doppler.

Seperti yang dijelaskan Jabuno, metode seperti itu tidak memerlukan lingkungan ultra-murni atau ruang hampa untuk pengukuran yang akurat. Ini dapat bekerja dalam cairan, yang sangat penting bagi para ilmuwan yang bekerja dengan organisme dan sel uniseluler.

Pertama-tama, metode ini akan digunakan untuk bekerja dengan DNA, untuk hibridisasi dan karakterisasi mereka, yaitu untuk mempelajari perbedaan dalam DNA dalam sel yang berbeda. Sisik semacam itu juga akan membantu mempelajari proteom pada tingkat sel.- satu set protein sel yang ada atau disintesis lagi sesuai dengan instruksi yang tertulis dalam DNA.

Ini bukan skala pertama yang bekerja di skala nano. Pada 2012, fisikawan Prancis mengumpulkan skala mikroskopis dari empat elektroda dan pelat bergetar yang terhubung dengannya, yang juga memiliki sensitivitas yang cukup untuk mengukur massa rantai protein individu. Untuk mengukur frekuensi getaran, versi timbangannya membaca bacaan listrik dari pelat berosilasi tipis.