Driver atom-manipulering

Nanoteknologien kan forandre hverdagen din. Fysikere foretar nå manipulasjoner på atomnivå slik at det skal bli mulig å utvikle mikroskopiske medisinske instrumenter, metanolbatterier, mindre energitap i strømoverføring og raskere datamaskiner.

STØVKORN KAN ØDELEGGE: Komponentene i nanoteknologiske produkter er så små at selv de minste støvkorn kan være til stor skade. Alle forskerne må derfor ha på seg støvfrie klær. Foto: Ola Sæther.

Grunnforskningen på det nye Mikro- og Nanoteknologilaboratoriet til Universitetet i Oslo og SINTEF kan bidra til en rekke nye oppfinnelser som kan revolusjonere hverdagen for menigmann. Den nye teknologien gjør det mulig å skape nye materialer med helt nye egenskaper ved å sette sammen atomer på nye måter.

– Vi driver med fundamental forskning, som er motivert av anvendelser, forteller professor Terje Finstad på Fysisk institutt.

Han er en internasjonalt anerkjent forsker i halvlederteknologi. Sammen med 30 forskere fra Universitetet i Oslo har han nå fast tilholdssted på det nye laboratoriet i Gaustadbekkdalen. Forskningsgruppen er internasjonalt sammensatt med representanter fra tolv land. De fleste er finansiert av Norges forskningsråd og EU.

Nanotriks

Gjør man om silisium, som i dag er det viktigste materialet i mikroelektronikk og datachips, til porøst silisium, økes anvendelsesområdene. Ved å nanostrukturere porøst silisium kan forskerne gi materialet mange nye egenskaper og funksjoner som vanlig silisium ikke har. Forskerne kan få stoffet til å lyse, skifte farge når det blir utsatt for giftige gasser, forandre elektrisk motstand med luftfuktighet og skille ut molekyler i mikrofluid kanaler.

Forskerne arbeider blant annet med en ny prosess som kan separere hydrogen fra metanol i mikrosystemer med porøst silisium. Målet er å utvikle en helt ny type batterier for mobil elektronikk der man kan fylle opp batteriet med metanol.

– Vi skal lage en demonstrator. Den kommer om noen år.

I samarbeid med Rikshospitalet har forskerne utviklet et sensorsystem for å måle trykket i hodet til en vannhodepasient. Trykkmåleren opereres inn i hodet. Et apparat kan da trådløst ringe opp til hjernen og spørre hvordan det står til. Den samme teknologien skal også kunne brukes til å måle trykket i et operert kne og til proteser for å måle belastningen.

Også energiselskapene har noe å se frem til. Mye energi går til spille i kraftoverføringen og når strømmen må konverteres mellom høyspenning og vanlig spenning.

– Ved hjelp av ny teknologi med nye halvledere kan man overføre mer elektrisk energi. En gevinst på femten prosent dreier seg om veldig mange penger. Men det kan ta lang tid før teknologien er klar. Det er ikke bare snakk om ett eller to år, sier Terje Finstad.

Kraftprodusentene er allerede så interessert i forskningen at de har donert vitenskapelig utstyr til laboratoriet til en verdi av mellom sju og åtte millioner kroner.

Mindre og raskere

Takket vært porøst silisium kan datamaskinene bli hundre ganger mindre enn i dag.

– Har man overflater med porøst silisium, kan man redusere overflatetemperaturen, slik at man kan bygge inn enda flere komponenter i pc-en uten at den blir for varm. Disse platene er bare fem mikrometer tykke, forteller Terje Finstad.

Samtidig forskes det på nanokrystall-hukommelse for at datamaskinene kan bli hundre ganger raskere.

– Nanokrystall-hukommelse vil overta en god del av dagens marked med konvensjonell hukommelse.

For å finne de optimale egenskapene i halvledere, blir de testet i et splitter nytt massespektrometer som brukes til å analyse hvilke atomer et materiale består av. Dette er ikke bare landets eneste, men verdens fremste laboratorium.

Forskerne benytter seg også av et laboratorium der de kan karakterisere og modifisere materialer.

Når forskerne skal lage de små komponentene, må de bruke en maskin som Terje Finstad kaller elektronstrålelitografi. Med den kan forskerne gravere inn mønster i silisiumplater med fem nanometer oppløsning. Diameteren på elektronstrålen er bare halvannen nanometer. Det vil si halvannen milliondels millimeter bred.

Emneord: Teknologi, Nanoteknologi, Matematikk og naturvitenskap, Fysikk Av Yngve Vogt
Publisert 1. feb. 2012 12:01
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere