Razlika med pristopom od zgoraj navzdol in od spodaj navzgor v nanotehnologiji

Pristop od zgoraj navzdol proti dnu navzgor v nanotehnologiji

Nanotehnologija oblikuje, razvija ali manipulira na nanometrski (milijardo metra) lestvici. Velikost obravnavanega predmeta mora biti manjša od sto nanometrov, vsaj v eni dimenziji, da bi bilo treba nekaj nanotehnologije. V nanotehnologiji obstajata dva oblikovalska pristopa, imenovana od zgoraj navzdol in od spodaj navzgor. Oba pristopa sta uporabna v različnih vrstah aplikacij.

Pristop od zgoraj navzdol

Pri pristopu od zgoraj navzdol se nano-merilni objekti izdelajo s predelavo večjih predmetov. Izdelava integriranega vezja je primer nanotehnologije od zgoraj navzdol. Zdaj je zrasla do stopnje izdelave nanoelektromehanskih sistemov (NEMS), kjer so drobni mehanski sestavni deli, kot so ročice, vzmeti in kanali tekočin, skupaj z elektronskimi vezji, vdelani v majhen čip. Izhodni materiali pri teh izdelkih so sorazmerno velike strukture, kot so silikonski kristali. Litografija je tehnologija, ki omogoča izdelavo tako drobnih čipov in jih je veliko vrst, kot so litografija s fotografijami, elektroni in ionskimi žarki.

V nekaterih aplikacijah se materiali večjega obsega brusijo na nanometrsko lestvico, da se poveča razmerje med površino in prostornino za večjo reaktivnost. Nano zlato, nano srebro in nano titanov dioksid so takšni nano materiali, ki se uporabljajo v različnih aplikacijah. Postopek izdelave ogljikove nanocevke z grafitom v obločni peči je še en primer nanotehnologije pristopa od zgoraj navzdol.

Pristop od spodaj navzgor

Pristop od spodaj navzgor v nanotehnologiji ustvarja večje nanostrukture iz manjših gradnikov, kot so atomi in molekule. Samonastavitev, pri kateri se želene nano strukture sestavijo brez zunanjih manipulacij. Ko se velikost predmeta pri nanofabrikaciji zmanjšuje, je pristop od spodaj navzgor vse pomembnejše dopolnilo tehnikam od zgoraj navzdol.

Nanotehnologija od spodaj navzgor je mogoče najti iz narave, kjer biološki sistemi izkoriščajo kemične sile za ustvarjanje struktur za celice, potrebne za življenje. Znanstveniki in inženirji izvajajo raziskave, ki posnemajo to kakovost narave, da ustvarijo majhne grozde določenih atomov, ki se lahko nato samostojno sestavijo v bolj zapletene strukture. Izdelava ogljikovih nanocevk z uporabo kovinsko katalizirane metode polimerizacije je dober primer za nanotehnologijo pristopa od spodaj navzgor.

Molekularni stroji in proizvodnja je koncept nanotehnologije od spodaj navzgor, ki ga je Eric Drexler predstavil v svoji knjigi "Motori kreacije" leta 1987. Dala je zgodne poglede, kako se lahko z nanotehničnimi mehanskimi sistemi uporabljajo za gradnjo zapletenih molekulskih struktur.

Razlika med pristopom od zgoraj navzdol in od spodaj navzgor v nanotehnologiji

1. Proces izdelave se začne z večjimi konstrukcijami v pristopu od zgoraj navzdol, kjer so začetni gradniki manjši od končnih zasnov pri pristopu od spodaj navzgor

2. Proizvodnja od spodaj navzgor lahko ustvari strukture s popolnimi površinami in robovi (ne gube in ne vsebujejo itd.), Čeprav površine in robovi, ki so posledica proizvodnje od zgoraj navzdol, niso popolni, saj so gube ali vsebujejo votline.

3. Tehnologije izdelave od spodaj navzgor so novejše od proizvodnje od zgoraj navzdol in pričakujemo, da bodo zanjo alternativa v nekaterih aplikacijah (primer: tranzistorji).

4. Izdelki od spodaj navzgor imajo večjo natančnost (več nadzora nad dimenzijami materiala) in zato lahko izdelajo manjše strukture v primerjavi s pristopom od zgoraj navzdol.

5. Pri pristopu od zgoraj navzdol je določena količina zapravljenega materiala, saj so nekateri deli odstranjeni iz prvotne strukture v nasprotju s pristopom od spodaj navzgor, kjer ni odstranjen noben materialni del.

Tehnologija