Gullmus hjelper forskarar å lage lengre nanotrådar

Forskarane Florian Mumm og Pawel Sikorski ved NTNU har klart å lage nanotrådar som er opptil hundre gongar lenger enn dei lengste nanotrådane ein kan byggje med standard metodar.

Nanotrådar er trådar der ein måler diameteren i nanometer, ein milliarddels meter.

• Les også: Nanoteknologi populært
• Les meir om nanoteknologi på nanoteknologirådet.no

Vanlegvis får ein ikkje slike nanotrådar eller nanovaierar til å bli lenger enn 0,2 millimeter, medan vaierane som forskarane ved NTNU har laga er opptil 2 centimeter lange.

Dette har dei fått til ved å bruke piggane til gullmusa, ein børsteorm som lever på mudderbotn i havet blant anna langs norskekysten.

Skimrande pels

Gullmusa har ein vakker pels med hår og piggar som skin i alle fargar, såkalla irisering.

Skimringa i piggane oppstår på grunn av ørsmå, submikroskopiske strukturar i piggane.

Nettopp desse strukturane har Mumm og Sikorski gjort nytte av for å byggje nanotrådar og nanorøyr.

• Les også: Dette nanopulveret kan lagre klimagassar

Kanalar som støypeform

–Det som gjer piggane til gullmusa så eigna, er at dei er bygd opp av mange tusen små identiske kanalar som dannar eit ordna gitter, fortel Sikorski til NRK.no.

–Lengde i forhold til diameter på desse kanalane er svært stor, noko som også gjer dei svært eigna som støypeform for nanovaierar og nanorøyr, fortel Sikorski.

• Les også: Åtte vitenskapsmenn deler tre Kavlipriser

Kanalane har ein diameter på 150-200 nanometer, eller 0,00015 til 0,00020 millimeter, og har ei lengde som er opptil 100 000 gongar så lang.
Dette tilsvarer at ein vaier med diameter 1 cm ville ha ei lengde på 1 kilometer.

Med desse kanalane som støypeform har Sikorski og Mumm laga lange nanovaierar og nanorøyr som har ein gjennomsnittleg diameter på om lag 190 nanometer.

• Les forskingsartikkelen i tidsskriftet Bioinspiration and Biomimetics

Gror nanotrådar

Forskarane kan gro nanotrådar i kanalane med to ulike metodar.

Den eine metoden går ut på å kople enkeltpiggar til ein negativt ladd elektrode som tiltrekkjer seg positivt ladde metallion som til dømes kopar eller nikkel.

Metalliona kan berre få kontakt med elektroden via kanalen, og slik blir kanalane fylte med nanotrådar av kopar eller nikkel.

• Les også: Vurderer forskrift om nanoteknologi

Med ein annan metode gror ein nanorøyr av aluminiumoksid ved å føre ein gass inn i kanalen, slik at det blir danna eit tynt lag av materiale på overflata.

Ein fører så inn ein ny gass som reagerer med det første laget og dannar eit nytt lag materiale over det første.

Ved å gjere denne prosessen omkring 200 gongar får ein røyr langs veggane av nanokanalane.

Utfordringar

Denne metoden er ikkje nyttig som masseproduksjon eller for industrielle føremål, fortel Sikorski, men den kan vere nyttig når ein har bruk for lange trådar som er vanskeleg å lage med standard metodar.

• Les også: Åtte vitenskapsmenn deler tre Kavlipriser
• Les også: Mikroelektronikk gir oss lysande tatoveringar

Men før metoden kan takast i bruk, må ein løyse eit lite problem, nemlig å få dei lange nanotrådane ut av støypeforma.

–Ei av utfordringane framover er å finne ein metode for å klare å fjerne biologiske restar av piggen etter at nanotrådane er danna, fortel Sikorski.