Mithilfe der Nanowissenschaft wurde ein Geschwindigkeitsrekord gebrochen, der zu einer Reihe neuer Fortschritte führen könnte, darunter verbessertes Batterieladen, Biosensorik, Softrobotik und neuromorphes Computing.
Wissenschaftler der Washington State University und des Lawrence Berkeley National Laboratory haben eine Methode entdeckt, mit der sich Ionen in gemischten organischen Ionen-Elektronen-Leitern mehr als zehnmal schneller bewegen lassen. Diese Leiter kombinieren die Vorteile der Ionensignalisierung, die in vielen biologischen Systemen, darunter auch im menschlichen Körper, verwendet wird, mit der Elektronensignalisierung, die in Computern verwendet wird.
Die neue Entwicklung, die in der Fachzeitschrift „Advanced Materials“ ausführlich beschrieben wird, beschleunigt die Ionenbewegung in diesen Leitern durch den Einsatz von Molekülen, die Ionen anziehen und in einem separaten Nanokanal konzentrieren, wodurch eine Art winzige „Ionenautobahn“ entsteht.
Im Rahmen ihrer Untersuchungen entwickelte das Team einen Sensor, der eine chemische Reaktion in der Nähe des Kanals schnell erkennen konnte, da die Reaktion die Ionenautobahn öffnete oder schloss und dadurch einen elektrischen Impuls erzeugte, den ein Computer lesen konnte.
Diese Fähigkeit zur Nano-Erkennung könne dabei helfen, Umweltverschmutzung oder die Aktivität von Neuronen im Körper und Gehirn zu spüren, was einer der vielen potenziellen Anwendungsbereiche dieser Entwicklung sei, so Collins.
„Der nächste Schritt besteht darin, alle grundlegenden Mechanismen zur Kontrolle dieser Ionenbewegung zu erlernen und dieses neue Phänomen auf verschiedene Weise in die Technologie einzubringen“, sagte er.
Credits
Second Bay Studios
https://dx.doi.org/10.1002/adma.202406281
