Különbség a fentről lefelé és az alulról felfelé irányuló megközelítés között a nanotechnológiában
Share
Fentről lefelé vagy felfelé felfelé irányuló megközelítés a nanotechnológiában
A nanotechnológia nanométer (méter milliárdod) skálán tervezi, fejleszti vagy manipulálja. A tárgy tárgyának legalább egy dimenzióban száz nanométernél kisebbnek kell lennie, hogy valamit nanotechnológiának lehessen nevezni. A nanotechnológiában kétféle megközelítés létezik: fentről lefelé és alulról felfelé. Mindkét megközelítés hasznos különféle alkalmazásokban.
Felülről lefelé irányuló megközelítés
Felülről lefelé mutató megközelítésben a nano-méretű objektumokat nagyobb objektumok méretű feldolgozásával készítik. Az integrált áramkörök gyártása példa a fentről lefelé mutató nanotechnológiára. Most már a nanoelektromechanikus rendszerek (NEMS) gyártási szintjére nőtt, ahol olyan apró mechanikus alkatrészek, mint például karok, rugók és folyadékcsatornák, valamint az elektronikus áramkörök, egy apró chipbe vannak ágyazva. Ezekben a gyártásokban a kiindulási anyagok viszonylag nagy szerkezetek, például szilícium kristályok. A litográfia az a technológia, amely lehetővé tette ilyen apró forgácsok készítését, és sokféle van, például fotó-, elektron- és ionnyaláb-litográfia.
Egyes alkalmazásokban nagyobb méretű anyagokat őrölnek a nanométer méretre, hogy növeljék a felület és térfogat arányát a további reaktivitás érdekében. A nano arany, nano ezüst és nano titán-dioxid ilyen nano anyagok, amelyeket különféle alkalmazásokban használnak. A szén nanocsövek gyártási folyamata grafit felhasználásával egy ívkemencében egy másik példa a fentről lefelé mutató megközelítésű nanotechnológia számára.
Alulról felfelé építkező megközelítés
Az alulról felfelé építkező megközelítés a nanotechnológiában nagyobb nanostruktúrákat hoz létre kisebb építőelemekből, például atomokból és molekulákból. Önszerelvény, amelyben a kívánt nanoszerkezetek önállóan vannak összeszerelve, külső manipuláció nélkül. Amikor az objektum mérete egyre kisebb a nanofabrikációban, az alulról építkező megközelítés egyre fontosabb kiegészítője a fentről lefelé mutató technikáknak.
Az alulról felfelé építkező nanotechnológia a természetből származik, ahol a biológiai rendszerek kémiai erőket használtak fel az élethez szükséges sejtek szerkezetének létrehozására. A tudósok és a mérnökök kutatásokat végeznek a természet e minőségének utánozása céljából, hogy olyan specifikus atomokból álló kis csoportokat hozzanak létre, amelyek önmagukban összeilleszthetők összetettebb struktúrákba. A szén nanocsövek fémkatalizált polimerizációs módszerrel történő előállítása jó példa az alulról felfelé mutató megközelítésű nanotechnológia számára.
A molekuláris gépek és a gyártás az alulról felfelé építkező nanotechnológia fogalma, amelyet Eric Drexler a Motorok készítése című könyvében vezetett be 1987-ben. Ez korán áttekintést adott arról, hogy miként lehet nano-méretű mechanikus rendszereket felhasználni összetett molekuláris szerkezetek felépítéséhez..
|
Különbség a fentről lefelé és az alulról felfelé irányuló megközelítés között a nanotechnológiában 1. A gyártási folyamat nagyobb struktúrákból indul, felülről lefelé történő megközelítésben, ahol a kezdő építőelemek kisebbek, mint az alulról felfelé irányuló megközelítésben a végső tervezés 2. Az alulról felfelé történő gyártás tökéletes felületekkel és szélekkel (nem ráncos és nem tartalmaz üregeket stb.) Olyan szerkezeteket állít elő, bár a felülről lefelé készített felületek és élek nem tökéletesek, mivel ráncosak vagy üregeket tartalmaznak. 3. Az alulról felfelé építkező gyártási technológiák újabbak, mint a fentről lefelé történő gyártás, és várhatóan alternatívát jelentenek bizonyos alkalmazásokban (példa: tranzisztorok). 4. Az alulról felfelé építkező termékek nagyobb pontossággal rendelkeznek (nagyobb ellenőrzés alatt állnak az anyag méretei), és ezért kisebb szerkezeteket tudnak előállítani, mint a fentről lefelé történő megközelítéshez képest. 5. A fentről lefelé mutató megközelítésben bizonyos mennyiségű hulladék anyag van, mivel néhány alkatrészt eltávolítanak az eredeti szerkezetből, szemben az alulról felfelé irányuló megközelítéssel, amikor egyetlen anyagrészt sem távolítanak el.
|
