Nanosensör

Tahmini Uygulamalar

Nanosensörlerin tıbbi kullanımı temel olarak nanosensörlerin vücuttaki belli başlı hücreleri ya da yerleri doğru bir şekilde bulma potansiyeline dayanır. Nanosensörler, vücutta bulunan hücrelerin miktar, yoğunluk, hız ve yer değiştirme,yerçekimi, elektrik ve manyetik kuvvetleri,basınç ya da sıcaklık değişimlerini ölçerek ilaç sağlamak ya da vücudun belli yerlerindeki değişimleri denetlemek için moleküler düzeyde, özellikle kanser hücreleri olmak üzere belli başlı hücreler arasında ayrım yapabilir ve bu hücreleri saptayabilirler.Bunun yanı sıra, nanosensörler vücudun dışından da makroskopik değişimleri algılayabilir ve bu değişimleri vücutta çalışmakta olan diğer nano ürünlere iletebilir. 
Vücuttaki tümörlerin bulunması için kadmiyum selenür kuantum noktalarının parlaklık özelliklerinin sensör olarak kullanılması nanosensörlere bir örnektir.Doktorlar,vücuda enjekte ettikleri kuantum noktalarını, parlaklıkları nedeniyle kolaylıkla bularak vücuttaki tümörleri ya da kanser hücrelerini saptayabiliyorlardı. Gelişmiş nanosensör kuantum noktaları da sadece vücudun tehlike altında olmasına yol açan hücreyi bulmak üzere kurulacaktı. Ancak, bu kadmiyum selenür noktalarının sakıncalarından biri vücut için büyük oranda zehirli olmalarıydı. Bu yüzden, araştırmacılar parlaklık özelliklerini hala muhafaza etseler de bu noktaların yerine zehir oranı daha düşük farklı noktalar geliştirmeye çalışıyorlar. Özellikle de kadmiyum selenür kadar parlak olmasalar da manganez ve çeşitli lantanit elementlerle arttırılabilen çinko sülfür kuantum noktalarının belli başlı yararlarını inceliyorlar. Bunun yanı sıra, bu yeni noktalar hedef hücrelerine yapıştıklarında da daha parlak hale geliyorlar. (Kuantum) Tahmini potansiyel işlevler arasında, özellikle yüksek risk taşıyan bireyler için olmak üzere açık kalıtsal bozuklukların tanımlanması için  belirli DNA’ların bulunmasında kullanılan sensörler ve mevcut detektörlerden daha kolay bir şekilde diyabetle ilgili konularda glikoz seviyelerinin otomatik olarak saptanması için vücuda yerleştirilen sensörler de yer alabilir.DNA, aynı zamanda, saptama özelliği olan bir nano aygıt ile birleştirildiğinde CMOS IC üretimi için kurban (sacrifical) tabaka olarak da işlev görebilir.Bu sebeple, nanosensörler,  proteomik tasarımlar ve yeni hibrit(karma) malzemeler kullanarak bileşenlerin  devre montajının bir parçası olarak yarı iletken bir hibrit alt maddeye dönüşmesini sağlamak için kullanılabiliyor. Nanosensörlerin geliştirilmesi ve minyatürleştirilmesi çok sayıda ilgi çekici fırsat sağlayacaktır.
Tasarlanan diğer ürünler, çoğunlukla nanosensörlerin daha küçük tümleşik devreler yapmak için kullanımını ve ulaşım, iletişim; yapısal bütünlük ve robotik alanında gerçekleşen gelişmeler gibi çeşitli durumlarda kullanmak için başka nanoteknoloji formları aracılığıyla yapılan diğer çeşitli ürünlere dâhil edilmesini içeriyor. Nanosensörlerin, zamanla, uydular ve havacılıkla ilgili makineler gibi büyüklüğün ve ağırlığın sınırlandırıldığı sistemlerde kullanmak için maddenin hallerini ölçen daha hassas cihazlar kadar değerli olması bekleniyor.

Mevcut Nanosensörler

Şu anda, en yaygın toplu üretimli nanosensörler biyoloji dünyasında doğal dış uyarı reseptörleri olarak yer alıyor. Örneğin, özellikle de köpek gibi hayvanlarda oldukça güçlü olan koku alma duyusu, nano boyutta molekülleri algılayan reseptörleri kullanarak çalışıyor. Bazı bitkiler de güneş ışığını saptamak için nanosensörlerden yararlanır; birçok balık bulunduğu sudaki miniskül titreşimleri algılamak için nanosensörleri kullanır; çok sayıda böcek sex feromonlarını nanosensörlere aracılığıyla algılıyor.
Sentetik nanosensörlerin ilk çalışma örneklerinden biri 1999 yılında Georgia Teknoloji Enstitüsü (Georgie Institute of Technology) araştırmacıları tarafından yapılmıştı. Bu çalışma, tek bir parçacığın bir karbon nanotüpün sonuna eklemeyi ve parçacıklı ve parçacıksız olarak nanotüpün titreşim sıklığının ölçümünü içeriyordu.Bu iki sıklık arasındaki fark araştırmacıların eklenen parçacığın kütlesini ölçmelerini sağlıyordu.
Kimyasal sensörler de gaz halinde bulunan moleküllerin çeşitli özelliklerini saptamak için kullanılıyor. Titanyumdan yapılan nanotüpler, moleküler seviyede hidrojenin atmosferik yoğunluğunu saptamak için kullanırken, Karbon nanotüpler, gaz moleküllerin iyonlaşmasını algılamak için kullanılıyor.Bunların birçoğu nanosensörlerin başka bir molekül için özel bir yere sahip olması hedeflenerek tasarlandığı bir sisteme sahip. Yalnızca bu özel molekül nanosensöre yerleştirildiğinde ve ışık nanosensörü aydınlattığında, molekül, farklı ışık dalga boyları yansıtır bu yüzden farklı bir renk alır.Aynı şekilde, Flood ve diğerleri, çok moleküllü konuk-konak kimyanın SERS (Yüzeyde Güçlendirilmiş Raman Saçılması) ve Raman saçılması ışığı kullanarak nicel algılama sağladığını kanıtlamıştır.