Diferența dintre abordarea de sus în jos și cea de jos în sus în domeniul nanotehnologiei
Share
Abordarea de sus în sus și de jos în sus în domeniul nanotehnologiei
Nanotehnologia este proiectarea, dezvoltarea sau manipularea la scară nanometrică (o miliardime de metru). Dimensiunea obiectului de tranzacționare trebuie să fie mai mică de o sută de nanometri, cel puțin într-o singură dimensiune, pentru a numi ceva care trebuie să fie nanotehnologia. Există două abordări de proiectare în nanotehnologia cunoscută ca top-down și bottom-up. Ambele abordări sunt utile în diferite tipuri de aplicații.
Abordarea de sus în jos
În abordarea de sus în jos, obiectele la scară nano sunt realizate prin procesarea unor dimensiuni mai mari. Fabricarea circuitului integrat este un exemplu pentru nanotehnologia de sus în jos. Acum a fost crescută la nivelul fabricării sistemelor nano electromecanice (NEMS), unde mici componente mecanice, cum ar fi pârghiile, arcurile și canalele de fluid împreună cu circuitele electronice, sunt încorporate într-un cip mic. Materiile prime din aceste fabricări sunt structuri relativ mari, cum ar fi cristale de siliciu. Litiografia este tehnologia care a permis realizarea unor astfel de mici jetoane și există multe tipuri de astfel de chipuri, cum ar fi fotograma, fascicul de electroni și litiografia cu fascicul de ioni.
În unele aplicații, materialele de dimensiuni mai mari sunt șlefuite la scara nanometrică pentru a mări raportul de suprafață la volum pentru o mai mare reactivitate. Nano aurul, nano-argintul și dioxidul de nano-titan sunt astfel de nanomateriale utilizate în aplicații diferite. Procesul de fabricare a nanotubului de carbon folosind grafitul într-un cuptor cu arc este un alt exemplu pentru nanotehnologia de abordare de sus în jos.
Abordarea de jos în sus
Abordarea de jos în sus în nanotehnologie face din nanostructuri mai mari din blocuri de construcție mai mici, cum ar fi atomi și molecule. Asamblarea în sine în care nano structurile dorite sunt asamblate fără nici o manipulare externă. Atunci când mărimea obiectului devine mai mică în nanofabricare, abordarea de jos în sus reprezintă o completare tot mai importantă a tehnicilor de sus în jos.
Abordarea nanotehnologică de jos în sus poate fi găsită din natură, unde sistemele biologice au exploatat forțele chimice pentru a crea structuri pentru celulele necesare vieții. Oamenii de știință și inginerii efectuează cercetări pentru a imita această calitate a naturii pentru a produce grupuri mici de atomi specifici, care se pot asambla singuri în structuri mai complexe. Fabricarea de nanotuburi de carbon utilizând metoda de polimerizare catalizată pe metale este un bun exemplu pentru nanotehnologia abordării de jos în sus.
Utilajele moleculare și de fabricație este un concept de nanotehnologie de jos în sus introdus de Eric Drexler în cartea sa Motoarele de creație în 1987. Acesta a oferit priviri timpurii cu privire la modul în care sistemele mecanice la scară nano pot fi folosite pentru a construi structuri moleculare complexe.
|
Diferența dintre abordarea de sus în jos și cea de jos în sus în nanotehnologie 1. Procesul de fabricație pornește de la structuri mai mari în abordarea de sus în jos în cazul în care blocurile de construcție încep să fie mai mici decât designul final în abordarea de jos în sus 2. Fabricarea de jos în sus poate produce structuri cu suprafețe și muchii perfecte (nu sunt încrețite și nu conțin cavități etc.), deși suprafețele și marginile rezultate din fabricarea de sus în jos nu sunt perfecte, deoarece sunt încrețite sau conțin cavități. 3. Tehnologiile de producție de abordare de jos în sus sunt mai noi decât fabricarea de sus în jos și se așteaptă să fie o alternativă pentru aceasta în unele aplicații (de exemplu: tranzistori). 4. Produsele de abordare de sus în jos au o precizie mai mare de precizie (mai mult control asupra dimensiunilor materialelor) și, prin urmare, pot fabrica structuri mai mici comparativ cu abordarea de sus în jos. 5. În abordarea de sus în jos există o anumită cantitate de material risipit deoarece unele părți sunt îndepărtate din structura originală în contrast cu abordarea de jos în sus unde nici o parte materială nu este îndepărtată.
|
