Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

IX Всероссийская Интернет-олимпиада

Всероссийская Интернет-олимпиада школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!"

Физика (7-11 класс): 04. Нанотрубчатый сенсор

Рис. 1. Слева – колебательный контур с сенсорным элементом на основе графена и трансмиттером-индуктивностью. Справа – бактерии, присоединённые к специальным пептидам, иммобилизованным на поверхности графена.
Рис. 2. Схема сенсорного элемента. Углеродная нанотрубка с помощью контактов (показаны чёрным) присоединена к индуктивности (не показана). На её поверхности иммобилизованы пептиды (синие), которые связываются с бактериями (зелёная).

Американские учёные из Принстона разработали сенсор на бактерии на основе графена – монослоя графита. Они присоединили к поверхности специальные молекулы, к которым “прилипают” бактерии определённого вида, в результате проводимость структуры изменяется. На поверхность графена они нанесли металлические контакты так, что получился конденсатор, и соединили с индуктивностью (Рис. 1). Измеряя добротность контура, они смогли определить концентрацию бактерий в пробе.

Томские учёные в ответ использовали вместо графена одностенную углеродную нанотрубку. Длина трубки составила L = 1 мкм, диаметр D = 200 нм, концентрация носителей заряда ne = 1012 см–2, а их подвижность μ = 30 000 см2/В*с. Напряжение между контактами учёные подобрали таким образом, чтобы для нанотрубки выполнялся закон Ома. Бактерия с сопротивлением 200 кОм, присоединялась к сразу к двум пептидам на расстоянии Δl = 100 нм (Рис. 2).

а) При каком взаимном расположении пептидов на поверхности нанотрубки, изменение её проводимости будет максимальным? Почему? (2 балла)

б) Какое минимальное количество бактерий должно присоединиться к поверхности, чтобы добротность контура изменилась на 1% (6 баллов)?

в) Научные исследования показали, что при малом диаметре нанотрубки, её проводимость не зависит от её размеров и присоединённой нагрузки, поэтому её нельзя использовать как сенсорный элемент. Как объясняется данное явление (2 балла)?

г) Найдите диапазон диаметров нанотрубки, в котором её проводимость постоянна (2 балла).

 

Прикрепленные файлы:
P4.pdf (259.66 Кб.)

 



Решение

Наносеть
Наносеть

NAUKA 0+ Фестиваль науки в Москве
8-10 октября в Москве проходит Фестиваль науки NAUKA 0+. В этом году фестиваль соберёт учёных со всех шести континентов нашей планеты, лучших исследователей из России, лауреатов государственных премий, молодых учёных, и, конечно, лауреатов Нобелевской премии.

Названы лауреаты Нобелевской премии по химии
Нобелевскую премию по химии за 2021 год присудили Бенджамину Листу и Дэвиду Макмиллану за разработку методов асимметричного органокатализа

Названы лауреаты Нобелевской премии по физике
Нобелевскую премию по физике за 2021 год присудили трем ученым — Сюкуро Манабе, Клаусу Хассельману и Джорджио Паризи.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.

Академик Е.Н. Каблов: «Для освоения космоса нужны новые материалы»
Янина Хужина
В этом году весь мир отмечает 60-летие первого полета человека в космос. Успех миссии Юрия Гагарина стал возможен благодаря слаженной работе многих людей: физиков, математиков, конструкторов, инженеров-проектировщиков и, конечно, материаловедов. «Научная Россия» обсудила с академиком РАН Евгением Кабловым основные вехи в развитии космического и авиационного материаловедения.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2021 году
коллектив авторов
25 - 28 мая пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.