Rozdiel medzi prístupom zhora nadol a zdola nahor v nanotechnológiách
Share
V nanotechnológii prístup zhora nadol a zdola nahor
Nanotechnológia navrhuje, vyvíja alebo manipuluje v nanometrovom meradle (miliardtina metra). Veľkosť obchodujúceho objektu by mala byť menšia ako sto nanometrov aspoň v jednej dimenzii, aby sa niečo nazývalo nanotechnológiou. V nanotechnológii existujú dva prístupy k dizajnu známe ako zhora nadol a zdola nahor. Oba prístupy sú užitočné v rôznych typoch aplikácií.
Prístup zhora nadol
Pri prístupe zhora nadol sa objekty v mierke vyrábajú spracovaním väčších objektov. Výroba integrovaných obvodov je príkladom nanotechnológie zhora nadol. Teraz sa vyvinula na úroveň výroby nanomechanických systémov (NEMS), kde malé mechanické komponenty, ako páky, pružiny a tekutinové kanály spolu s elektronickými obvodmi, sú zabudované do malého čipu. Východiskové materiály v týchto výrobách sú relatívne veľké štruktúry, ako sú kremíkové kryštály. Litografia je technológia, ktorá umožnila výrobu takýchto drobných čipov, a existuje mnoho druhov, ako napríklad litografia fotografií, elektrónových lúčov a iónových lúčov..
V niektorých aplikáciách sú materiály vo väčšom merítku brúsené na nanometrovú mierku, aby sa zvýšila pomer strán povrchovej plochy k objemu kvôli väčšej reaktivite. Nano zlato, nano striebro a nano-oxid titaničitý sú také nanomateriály používané v rôznych aplikáciách. Ďalším príkladom nanotechnológie s prístupom zhora nadol je výrobný proces uhlíkových nanorúrok využívajúci grafit v oblúkovej peci.
Prístup zdola nahor
Prístup zdola nahor v nanotechnológiách vytvára väčšie nanoštruktúry z menších stavebných blokov, ako sú atómy a molekuly. Vlastná montáž, v ktorej sú požadované nano štruktúry zostavené samostatne bez akejkoľvek vonkajšej manipulácie. Keď sa veľkosť nanomateriálu zmenšuje, prístup zdola nahor je čoraz dôležitejším doplnkom techník zhora nadol.
Nanotechnológia s prístupom zdola nahor sa dá nájsť z prírody, kde biologické systémy využívali chemické sily na vytváranie štruktúr pre bunky potrebné pre život. Vedci a inžinieri uskutočňujú výskum, aby napodobnili túto kvalitu prírody a vytvorili malé zhluky špecifických atómov, ktoré sa potom môžu zostaviť do zložitejších štruktúr. Výroba uhlíkových nanorúrok pomocou kovom katalyzovanej polymerizačnej metódy je dobrým príkladom nanotechnológie s prístupom zdola nahor.
Molekulárne stroje a výroba sú koncepciou nanotechnológie zdola nahor, ktorú zaviedol Eric Drexler vo svojej knihe Engines of Creation v roku 1987. Poskytuje prvé pohľady na to, ako môžu byť na vytváranie komplexných molekulárnych štruktúr použité mechanické systémy v mierke..
|
Rozdiel medzi prístupom zhora nadol a zdola nahor v nanotechnológiách 1. Výrobný proces sa začína od väčších štruktúr v prístupe zhora nadol, kde počiatočné stavebné bloky sú menšie ako konečné projektovanie v prístupe zdola nahor 2. Výroba zdola nahor môže vytvárať štruktúry s dokonalými povrchmi a hranami (nie sú zvrásnené a neobsahujú dutiny atď.), Hoci povrchy a hrany, ktoré sú výsledkom výroby zhora nadol, nie sú dokonalé, pretože sú zvrásnené alebo obsahujú dutiny.. 3. Výrobné technológie s prístupom zdola nahor sú novšie ako výroba zhora nadol a očakáva sa, že v niektorých aplikáciách budú alternatívou (napríklad: tranzistory).. 4. Produkty prístupu zdola nahor majú vyššiu presnosť presnosti (väčšia kontrola nad rozmermi materiálu), a preto môžu v porovnaní s prístupom zhora nadol vyrábať menšie štruktúry.. 5. Pri prístupe zhora nadol existuje určité množstvo odpadu, pretože niektoré časti sa odstránia z pôvodnej štruktúry na rozdiel od prístupu zdola nahor, kde sa neodstráni žiadna časť materiálu..
|
