Widerstandsdraht mit einstellbarer Leitfähigkeit

Widerstandsdraht mit einstellbarer Leitfähigkeit

Zu unseren üblichen Leitern gehören Eisenkerne, Kupferkerne und Silberkerne, die derzeit als die Leiter mit der besten Leitfähigkeit gelten. Unabhängig davon, um welchen Typ es sich handelt, ist ihre Leitfähigkeit, auch Leitfähigkeit genannt, jedoch fest und unveränderlich. Nun wurde in Zusammenarbeit mit dem Associate Researcher Zhou Gang vom Advanced Materials Laboratory der Fudan University und Professor Nongjian Tao von der Arizona State University in den USA ein neuer Typ von Einzelmolekül-Widerstandsdraht entwickelt, der es ermöglicht, die Leitfähigkeit des Widerstandsdrahtes zu regulieren. Die Forschungsergebnisse wurden in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht.

Es wird erwartet, dass dieser bahnbrechende neue Typ von Widerstandsdraht bei der Entwicklung von Nanogeräten wie Nanorobotern in der Biomedizin, Nanochips in der digitalen Kommunikation usw. weit verbreitet sein wird und uns ermöglicht, viele technische Probleme zu lösen, die wir derzeit nicht lösen können. Durch Ausnutzung der Leitfähigkeitssteuerbarkeit von Einzelmolekül-Widerstandsdrähten können sie verwendet werden, um elektronische Geräte im Nanomaßstab zu entwerfen und ihre Fähigkeiten in verschiedenen Bereichen wie biochemischer Sensorik, Fernkommunikation, Datenverarbeitung und Speicherung zu verbessern. Der aus Einzelmolekül-Widerstandsdraht hergestellte Nano-Medizinroboter kann an Stellen gelangen, die mit gewöhnlichen chirurgischen Eingriffen nicht erreicht werden können, was Hoffnung für die Behandlung vieler schwieriger und komplizierter Krankheiten bietet und die Schmerzen der Patienten erheblich lindert. Aufgrund der steuerbaren Leitfähigkeit der Geräte wird unsere Fernkommunikation präziser und zuverlässiger, und wir müssen uns keine Sorgen mehr über das Problem der Fernkommunikationssignale machen. Die Verwendung von Einzelmolekül-Widerstandsdrähten zur Herstellung von Computerprozessoren, -speichern und -displays im Nanomaßstab wird die Größe unserer Computer erheblich reduzieren. Computer und Mobiltelefone, die so dünn wie ein Blatt Papier sind, werden unser Büro und unsere Unterhaltung äußerst bequem machen. Nehmen Sie einen papierähnlichen Computer zur Hand und Sie können frei arbeiten, ohne jeden Tag einen sperrigen Computer mit sich herumtragen zu müssen. In vielen anderen Bereichen werden Einzelmolekül-Widerstandsdrähte aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften mit Sicherheit bedeutende innovative Effekte mit sich bringen. Genau wie die Entwicklung der Touchscreen-Technologie hat sie enorme Veränderungen in unserem aktuellen digitalen Bereich mit sich gebracht. Wir haben allen Grund zu der Annahme, dass die Einzelmolekül-Widerstandsdrahttechnologie in naher Zukunft ebenfalls eine neue technologische Revolution mit sich bringen wird, die jeden Aspekt unseres Lebens verändern wird.

Wie kann dieser Widerstandsdraht aus einem einzelnen Molekül die Leitfähigkeit desselben Widerstandsdrahtes verändern? Anders als die üblicherweise verwendeten metallischen Widerstandsdrähte besteht dieser Widerstandsdraht aus einem neuen Typ organischer Moleküle, nämlich leiterförmigem Pentaphenylen. Das Prinzip seiner veränderlichen Leitfähigkeit beruht auf der einzigartigen räumlichen Struktur dieses organischen Moleküls. Die Stärke der Leitfähigkeit organischer Moleküle hängt eng mit dem lateralen Kopplungseffekt in ihrer räumlichen Struktur zusammen. Je stärker der laterale Kopplungseffekt, desto besser die Leitfähigkeit. Das vom Forschungsteam entwickelte organische Molekül weist im Vergleich zu gewöhnlichen organischen Molekülen einen sehr deutlichen lateralen Kopplungseffekt auf. Wenn der orbitale Kopplungseffekt stärker wird, kann die Leitfähigkeit um das Zehnfache erhöht werden.

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