Нанорадиоприемник обещает интерфейсы субклеточного уровня

Группа ученых из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли объявила о создании первого в мире радиоприемника нанометрового размера.

Устройство состоит из единственной молекулы углеродной нанотрубки, которая служит одновременно антенной, настраиваемым полосовым фильтром, усилителем и демодулятором. Авторами изобретения стали заведующий лабораторией, физик Алекс Зеттл и аспирант Кеннет Дженсен. «Я поражен тем, что он работает так хорошо, - сказал Зеттл. - Изготовление отдельных компонентов - это уже большое достижение, но главной целью было собрать все вместе. Мы очень рады, что смогли добиться полной интеграции».

Две недели назад группа ученых из Калифорнийского университета в Ирвине объявила о разработке наномасштабного демодулятора. Нанорадиоприемник открывает возможности по созданию радиоуправляемых интерфейсов субклеточного уровня, которые могут найти применение в таких областях, как медицина и сенсорная технология. Согласно онлайновому реестру потребительских продуктов нанотехнологии на сайте Project on Emerging Nanotechnologies, число таких продуктов - от iPhone до домашних тестов на беременность - выросло с 212 в марте 2006 года более чем до 500.

Описание нанорадиоприемника, габариты которого составляют один микрон в длину и всего 10 нм в ширину, опубликовано на сайте Американского химического общества Nano Letters. Первой принятой им радиопередачей стала транслируемая по FM песня Layla в исполнении Эрика Клэптона (лаборатория запечатлела этот момент на видео). Усилитель нанорадиоприемника работает по тому же принципу, что и вакуумные радиолампы 40-ых и 50-ых годов, отмечает Зеттл. «Мы прошли полный круг. Мы используем принцип старых радиоламп, заставляя электроны перескакивать с конца нанотрубки на другой электрод». Электронные свойства самой нанотрубки позволяют применять ее в качестве демодулятора, так что весь радиоприемник может состоять из одной молекулы.

По словам Зеттла, можно добиться очень хорошего качества радиоприема, но пока, если прислушаться, можно заметить специфические эффекты, напоминающие треск старых граммофонных пластинок. Они вызваны тем, что устройство работает в квантовом режиме. «Любопытно, что в наносистеме такой чувствительности отдельные атомы вызывают помехи, которые можно услышать», - говорит Зеттл. Он уверяет, что этот эффект можно исключить, применяя более глубокий вакуум.

Теперь лаборатория будет работать над интеграцией своего радиоприемника в биологические системы. Теоретически его можно использовать для наблюдения за функционированием живой клетки на молекулярном уровне. «Здесь, в Беркли есть специалисты по биологии клетки, которые разрабатывают некоторые аспекты биологических интерфейсов наноэлектромеханических структур, и мы изучаем разные возможности по сопряжению этого радиоприемника с другими системами, чтобы использовать преимущества его размеров и мощности», - сказал Зеттл.