اثر ولتاژ DC بر قطر و ساختار (نانو چیپ ها) Nano Chip

 بین روش های رایج تولید نانو ساختار ها کشش، قالب، جدایش فازی، خودآرایی و الکتروریسی الکتروریسی مزایای زیادی از قبیل سهولت تولید، امکان صنعتی شدن، قابلیت کنترل ابعاد مواد اولیه  نانو چیپ ها و نانو ترانزیستورها تکرار پذیری دارد.

مواد تشکیل دهنده بیشتر چیپ ها و نانو چیپ ها سیلیکون میباشد . با اعمال ولتاژ مناسب (ولتاژ آستانه) به محلول سیلیکونی، نیروی دافعه بر کشش سطحی سیلیکون غلبه کرده و جت تشکیل می شود. با تبخیر حلال از جت، تغییر فاز مایع به جامد صورت گرفته و نانو مواد اولیه چیپ ها تشکیل می شود. پارامترهای زیادی بر مشخصه نانو ساختار ها تولید شده با این روش تاثیرگذار است، مهمترین پارمترهای تاثیرگذار عبارتند از فاصله بین سوزن و جمع کننده، ولتاژ اعمالی، نرخ جریان و غلظت محلول سیلیکونی ؛ با تغییر این پارامترها می توان به ابعاد بهینه نانو چیپ ها دست یافت.

قطر نانو ساختار ها  با نرخ جریان و فاصله رابطه خطی و با پتانسیل و غلظت محلول سیلیکونی در تولید نانو چیپ ها و نانو ترانزیستورها  رابطه غیر خطی دارد. با افزایش فاصله و پتانسیل الکتریکی، قطر نانو ساختار ها کاهش و با افزایش نرخ جریان و پتانسیل الکتریکی، افزایش می یابد.

در تولید قالب نانو چیپ ها و نانو ترانزیستور زمانی که نیروی دافعه بر کشش سطحی غلبه می کند، میدان الکتریکی به یک مقدار بحرانی یا آستانه می رسد. در ابتدا جت در الگوی خطی حرکت کرده سپس به آرامی از الگوی خطی دور شده و شکل پیچیده ای را در طول مسیر به سمت جمع کننده تشکیل می دهد. ساختار و ساختمان تولید نانو چیپ ها و نانو ترانزیستور ها و طول جت متناسب با ولتاژ اعمالی است. ساختار نانو  مخروط تیلور با تغییر قدرت میدان و متعاقبا ( دانسیته بار جت) ، از محدب به مقعر تغییر می کند.نانو ترانزیستور یکی از مهمترین قطعات الکتریکی نانو است که وظایفی مثل تقویت کنندگی مدار، منبع تغذیه و ... را دارد. و در ساختار و ساختمان داخلی چیپ ها و نانو چیپ ها مورد استفاده قرار میگیرد .کوچک شدن اجزا در سیستمها و مدارهای میکروالکترونیک باعث رشد چشمگیر این صنعت در سالهای اخیر شده است. سرعت رشد این صنعت به حدی است که با کوچکتر شدن اجزا، تعداد ترانزیستورهای موجود در واحد سطح هر تراشه نیمه هادی و نانو چیپ ها افزایش یافته است.کوچک شدن ابعاد این اجزا میتواند باعث کاهش مصرف مواد اولیه و انرژی، کاهش قیمت تمام شده این قطعات و افزایش سرعت و بازدهی آنها گردد. بنابراین ساخت و توسعه ابزار الکترونیک با ابعاد کوچکتر و سرعت و بازدهی بیشتر روز به روز اهمیت بیشتری پیدا کرده است. روش لیتوگرافی یکی از روشهای متداول برای ساخت مدارهای الکترونیکی است. با کمک این روش میتوان ساختارهایی با دقت و ابعاد 01 نانومتری ساخت. پیداکردن تکنیکهایی که با کمک آنها بتوان از این روش برای تولید صنعتی این قطعات (نانو چیپ ها و میکرو چیپ ها) استفاده نمود.کاربرد های فناوری نانو الکترونیک در صنایع پزشکی با نانو چیپ های Nano bio chip کاربرد های ابتدایی نانو بیو سنسور ها و نانو بیو چیپ ها در این زمینه در رابطه با اندازه گیری فشار خون، فلوی مایعات داخلی بدن، ماسک گاز ،دیالیز، ظرفیت تنفسی  شروع و به نانو ربات های پزشکی ختم میشود. که به عنوان مثال می توان از Nano Pressure Medical نام برد که ساختاری بر اساس خواص پیزو دارد و  مورد استفاده قرار می گیرد.نانو چیپ های Bio _ MEMS دارای کاربردهای وسیعی از بررسی محیط زیست وآب تا کشف دارو و بررسی رشته DNA میباشد. تکنولوژی جدید نانو چیپ ها بر اساس سیستمهای میکروفلویدی می باشد که این سیستمها قابلیت آنالیز مقادیر کوچک حجمی مایعات را دارند .

بر همین اساس (چیپ های نانو الکترونیک) در زمینه صنعت ساخت وسایل پزشکی نانو به ترتیب زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

-chip - a - on – Lab : یک چیپ پلاستیکی که به نسبت بسیار بالایی میکرو ماشینی شده است ودر واقع یک آزمایشگاه روی یک چیپ قرار گرفته استکه دارای ابعاد 20*37*3 میلیمتر می باشد.

: Pharmacy – on – a - chip داروخانه در اینجا روی یک چیپ قرار گرفته است که در ارتباط با بدن قرار می گیرد و مایعات بدن را اندازه می گیرد و در صورت نیاز بدن، مایع به طور خودکار تزریق میشود. این وسیله برای تنظیم انسولین بیماران دیابتی، هورمون و مسکن درد استفاده می شود.

-man – Pac : این نانو چیپ هنوز در مرحله پایلوت و در حال تحقیق و بررسی میباشد. شامل دندانهای سیلیکونی بسیار ریز است که مانند یک فک باز و بسته می شود و تعداد گلبولهای قرمز را از طریق یک کانال 20 میکرو متری اندازه می گیرد و برای رسیدن به مقدار مطلوب آنها را میگیرد و یا رها می سازد. هدف نهایی که برای این وسیله در نظر گرفته اند سوراخ کردن سلولها و تزریق DNA ،پروتئین، دارو به داخل آنها می باشد که از این طریق تعادل ژنتیکی بر قرار کنند.

چیپ های  Nano bio chip در پزشکی  یک تکنولوژی ساخت جدید است . راهی برای ساختن سیستمهای الکترومکانیکی پیچیده که در تکنیکهای ساخت مجتمع استفاده می شود ، همانند آنچه که برای مدارهای مجتمع (IC ) استفاده می شودفناوری Nano bio chip و ( نانو الکترونیک )در علوم پزشکی و سیستم شناسی مانند ( میکرو سیستم های واکنش زنجیره ای پلیمری (PCR (برای تقویت و شناسایی DNA و میکروسکوپ های سوراخ کن برای مرور میکرو ماشین ها (STMs ، (ساخت نانو چیپ ها با الهام از قواعد زیست شناسی برای کشف عوامل زیستی و شیمیایی خطرناک و میکرو سیستم هایی برای انتخاب و نمایش دارو با توان عملیاتی بسیار بالا ) را ممکن می سازد.