Ein Nanosensor sammelt und übermittelt Informationen über Daten auf der Nanoskala, gemessen in winzigen Inkrementen, den sogenannten Nanometern. Solche Geräte haben eine Reihe potenzieller Anwendungen in Wissenschaft und Medizin, einschließlich der Fähigkeit, Feedback zu geben, das es Nanopartikeln ermöglicht, sich selbst zu Funktionsmodellen zusammenzusetzen. Forscher auf diesem Gebiet können für Universitäten, private Unternehmen und öffentliche Labore mit Interesse an den potenziellen Anwendungen der Nanotechnologie arbeiten. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurden Nanosensoren und verwandte Technologien weithin als bedeutender wissenschaftlicher Durchbruch mit bedeutenden potenziellen Anwendungen angesehen.
Diese Geräte können codiert werden, um auf bestimmte Umweltziele zu reagieren. Zum Beispiel kann ein Desoxyribonukleinsäure (DNA)-Nanosensor entworfen werden, um spezifische DNA-Ketten in einer Probe zu markieren. Dies könnte für Aktivitäten wie die schnelle Diagnose von Infektionen verwendet werden, wie Forscher des Massachusetts Institute of Technology gezeigt haben. Wenn der Sensor einen bekannten Auslöser erkennt, kann er ein Signal senden oder aufleuchten, damit er von einem anderen Sensorgerät identifiziert werden kann.
Anwendungen für Nanosensoren in der Medizin sind vielfältig. Sie können verwendet werden, um Informationen darüber zu liefern, was im Körper im Nanomaßstab, in Zellen und tief in Strukturen vorgeht, die möglicherweise nicht richtig funktionieren. Neben der Weitergabe von Daten nach außen könnten sie auch an der Reparatur im Nanobereich beteiligt sein. Ein Patient mit einer geschädigten Leber könnte zum Beispiel einen Teil des Organs mit Nanopartikeln in einem Prozess, der als molekulare Selbstorganisation bekannt ist, wieder aufbauen, bei dem sich die Partikel auf organisierte Weise ausrichten.
In der Wissenschaft kann ein Nanosensor für Aktivitäten wie den Nachweis von Spurenchemikalien, Mineralien und anderen Verbindungen in der Umwelt verwendet werden. Dies kann sowohl für die Erkennung in Laborumgebungen als auch im Feld nützlich sein. Beamte der öffentlichen Sicherheit könnten beispielsweise einen DNA-Nanosensor verwenden, um Hinweise auf Viren in der Luft zu erkennen und eine Epidemie frühzeitig zu erkennen, bevor sie sich in der Bevölkerung ausbreiten kann. Ähnliche Sensoren könnten Spuren von Strahlung oder gefährlichen Chemikalien aufnehmen, die eine Bedrohung für die menschliche Gesundheit und Sicherheit darstellen könnten.
Einige Laboreinrichtungen stellen für spezifische Forschungsaktivitäten eigene Nanosensorgeräte her. Andere können sie bei Lieferanten wissenschaftlicher Materialien bestellen. Die Kosten können von der erforderlichen Komplexität und der Größe abhängen. Anwendungen für Verbrauchergeräte wie Luftqualitätsdetektoren für den Haushalt bedeuten, dass eine Reihe von Unternehmen stark in die Entwicklung von Technologien investieren, um erschwingliche Nanosensoren für den Einsatz in Massenprodukten herzustellen.