Ingegneria dei sistemi su scala monomolecolare
Gli oggetti di nanodimensioni sono quelli sulla scala dei singoli atomi o delle singole molecole. A causa delle loro aree superficiali molto elevate in rapporto ai loro volumi, essi hanno caratteristiche uniche non presenti nei materiali di maggiori dimensioni fatti delle stesse sostanze. La nanotecnologia è un campo che ha a che fare con l'ingegnerizzazione di sistemi funzionali su nanoscala, basati sulle particolari caratteristiche degli oggetti veramente piccoli descritte in precedenza. Ovviamente, prima di arrivare a tale risultato, gli scienziati devono comprendere la struttura e il funzionamento dei nanomateriali per agevolare progetti che si avvantaggino di specifiche caratteristiche. I ricercatori europei, desiderosi di esplorare una vasta gamma di potenziali nanosistemi, hanno dato vita al progetto Nanotemplates. Essi hanno "allevato" nanomodelli (nanostrutture a pattern) su substrati track-etched come wafer, vetro e metallo, per la produzione di array metallici e compositi in geometria a singolo strato o multistrato, e di nanooggetti polimerici fotoemittenti. L'adattamento della microscopia a forza atomica (AFM) ha consentito la formazione di nanomodelli con dimensioni dei pori ultrapiccole (alcuni nanometri, nm, di diametro). Tale tecnica è stata utilizzata per creare nanocontatti ad alta resistenza sulla scala di 1 nm. I modelli AFM sono particolarmente indicati per sondare le caratteristiche quantistiche, con potenziali applicazioni nei computer quantistici. Sono state condotte ricerche sulle strutture di due dispositivi ottici e sugli effetti magnetoresistivi nei sensori per il posizionamento dei veicoli, dove con magnetoresistenza ci si riferisce a variazioni nella resistenza elettrica in presenza di un campo magnetico. Sono stati inoltre sviluppati e testati numerosi dispositivi microfluidici basati su nanocavi, alcuni dei quali sono correlati alla biologia molecolare e alla genetica. In generale, il progetto Nanotemplates ha analizzato e testato una vasta gamma di dispositivi basati su nanotecnologie, sviluppati da nanomodelli o substrati a nanopattern. I test hanno aiutato a mettere a fuoco il futuro lavoro necessario per ottenere dispositivi commerciali ottimizzati.
