Nichtleiter leiten Strom im Nanobereich

Nichtleiter
Leiter übertragen Elektrizität effektiv, Isolatoren oder Dielektrika nicht, es sei denn, sie werden extrem hohen Spannungen ausgesetzt, die aufgrund von extremer Erwärmung und Beschädigung zu einem dielektrischen Durchschlag führen.
Nanopegel-Phänomen
Forscher der University of Michigan haben herausgefunden, dass Nichtleiter im Nanobereich elektrischen Strom zerstörungsfrei durch einen Glassplitter fließen lassen können, der normalerweise kein Leiter ist. Im Nanomaßstab wird das Dielektrikum extrem dünn gemacht, um den Durchbruch mit bescheidenen Spannungen zu erreichen, die sogar Batterien liefern können, da die Wärme außergewöhnlich schnell abgeführt wird. Forscher bezeichnen diese leitfähigen dielektrischen Splitter im Nanomaßstab als Flüssigglaselektroden. Diese Elektroden werden mit einem Femto-Sekunden-Laser hergestellt, der Lichtpulse von nur Billiardstel Sekunden Länge emittiert.
Integrale Glaselektroden
Diese Geräte benötigen zum Betrieb eine Stromquelle und sind meistens auf Kabel angewiesen, um den Strom zu leiten, aber es ist oft schwierig, Kabel in die winzigen Maschinen einzuführen. Auch das Design von mikrofluidischen Geräten ist aufgrund des Stromproblems eingeschränkt. Dies kann jedoch gelöst werden, indem Elektroden direkt in das Gerät eingearbeitet werden, um die Stromerzeugung zu unterstützen. Dies geschieht durch Ätzen von Kanälen, die ionische Flüssigkeit enthalten, durch die Elektrizität übertragen werden kann. Elektrizität in den Ionenkanälen kann durch die dünne Glas-Sackgasse fließen, ohne dabei das Gerät zu beschädigen.
Anwendungen
Ein solches Phänomen im Nanobereich könnte dazu führen, schnellere, kostengünstigere tragbare Diagnosegeräte, mikromechanische und „Lab-on-a-Chip“-Geräte zu bauen, die für sofortige Tests auf Krankheiten, Lebensmittelverunreinigungen und giftige Gase verwendet werden können. Sie können zu Glaselektroden verarbeitet werden, die sich ideal für den Einsatz in Lab-on-a-Chip-Geräten eignen, die mehrere Laborfunktionen auf einem nur Millimeter oder Zentimeter großen Chip integrieren. Das Prinzip des reversiblen dielektrischen Durchbruchs kann in integrierten Schaltkreisen für verschiedene elektronische Anwendungen verwendet werden.