En grupp forskare från Ryssland, Vitryssland och Spanien, inklusive Moskva-institutet för fysik och teknik professor Yury Lozovik, har utvecklat en mikroskopisk kraftsensor baserad på kolnanorör. Enheten beskrivs i en artikel publicerad i tidskriften Beräkningsmaterialvetenskap och finns även som förtryck.

Forskarna föreslog att man skulle använda två nanorör, varav en är en lång cylinder med dubbla väggar en atom tjock. Dessa rör är placerade så att deras öppna ändar är motsatta varandra. Spänning appliceras sedan på dem, och en ström på cirka 10nA flödar genom kretsen.

Kolrörsväggar är bra ledare, och längs gapet mellan ändarna av nanorören flyter strömmen tack vare tunneleffekten, vilket är ett kvantfenomen där elektroner passerar genom en barriär som anses oöverstiglig inom klassisk mekanik.

Denna ström kallas tunnelström och används flitigt i praktiken. Det finns, till exempel, tunneldioder, varvid ström flyter genom potentialbarriären för p-n-övergången.

Ett annat exempel är ett scanning tunneling microscope (STM), där ytan på ett prov skannas med en mycket vass nål under spänning. Nålen glider längs ytan, och storleken på strömmen som flyter genom den visar avståndet till provet med sådan noggrannhet att STM kan detektera utsprång en atom hög.

Författarna till artikeln använde förhållandet mellan tunnelströmmen och avståndet mellan ändarna av nanorören för att bestämma kolnanorörens relativa position och på så sätt hitta storleken på den yttre kraft som utövas på dem.

Den nya sensorn gör att koaxialcylindrarnas position i tvålagers nanorör kan kontrolleras ganska exakt. Som ett resultat, det är möjligt att bestämma sträckan för ett objekt i n-skala, till vilka elektroder är fästa. Beräkningar gjorda av forskarna visade på möjligheten att registrera krafter på några tiondels nN(10-10newton). För att göra det tydligare, en enda bakterie väger i genomsnitt cirka 10-14 newton, och en mygga väger några dussin mcN (10-5 N). enheten som utvecklats av fysikerna kan hitta tillämpning utanför mikroskalor.

Ett dubbelskiktigt koaxiellt nanorör är besläktat med en mikroskopisk cylinder med en glidkolv. Ett sådant system har redan övervägts av ett antal andra forskare som en potentiell del för olika typer av nanomaskiner. Nanorör har föreslagits för rollen som mikromanipulatorer, eller anslutning av "dubbar" för komplexa mekanismer, och de kan till och med användas för datalagring; positionen för den inre "kolven" kan koda en bit information eller mer.

Vidare, beräkningar har visat att det är möjligt att skapa en kombinerad enhet, där det inuti ett tvålagers kolnanorör kommer att finnas magnetiska fullerener. När den placeras i ett magnetfält, en kraft kommer att uppstå, som kunde mätas genom förändringar i tunnelströmmens storlek. Detta kommer att omvandla kraftsensorn till en magnetfältsensor.