Perbezaan Antara Pendekatan Atas dan Bawah Atas dalam Nanoteknologi

Pendekatan Atas Bawah vs Bawah di Nanoteknologi

Nanoteknologi merancang, membangun atau memanipulasi skala nanometer (skala satu bilion meter). Saiz objek berurusan harus kurang dari seratus nanometer sekurang-kurangnya dalam satu dimensi untuk memanggil sesuatu sebagai nanoteknologi. Terdapat dua pendekatan reka bentuk dalam nanoteknologi yang dikenali sebagai top-down dan bottom-up. Kedua-dua pendekatan ini berguna dalam pelbagai jenis aplikasi.

Pendekatan atas ke bawah

Dalam pendekatan atas ke bawah, objek berskala nano dibuat dengan memproses objek yang lebih besar dalam ukuran. Fabrikasi litar bersepadu adalah contoh untuk nanoteknologi teratas. Sekarang ia telah berkembang ke tahap sistem elektromekanik nano (NEMS) di mana komponen mekanikal kecil seperti tuas, mata air dan saluran cecair bersama-sama dengan litar elektronik tertanam pada cip kecil. Bahan permulaan dalam fabrikasi ini adalah struktur yang agak besar seperti kristal silikon. Lithography adalah teknologi yang telah membolehkan membuat cip kecil dan terdapat banyak jenis seperti gambar, rasuk elektron dan ion beam litografi.

Dalam sesetengah aplikasi bahan berskala besar digilap ke skala nanometer untuk meningkatkan luas permukaan ke nisbah aspek volum untuk lebih banyak kereaktifan. Nano emas, nano perak dan nano titanium dioksida adalah bahan nano seperti yang digunakan dalam aplikasi yang berbeza. Proses pembuatan nanotube karbon menggunakan grafit dalam oven arka adalah contoh lain bagi nanoteknologi pendekatan atas ke bawah.

Pendekatan Bottom -up

Pendekatan bottom-up dalam nanoteknologi membuat struktur nano yang lebih besar dari blok bangunan yang lebih kecil seperti atom dan molekul. Perhimpunan sendiri di mana struktur nano yang dikehendaki sendiri dipasang tanpa manipulasi luaran. Apabila saiz objek semakin kecil dalam nanofabrication, pendekatan bottom-up adalah pelengkap yang semakin penting untuk teknik atas-down.

Pendekatan nano-nanoteknologi boleh didapati dari alam semula jadi, di mana sistem biologi telah mengeksploitasi kuasa-kuasa kimia untuk mewujudkan struktur untuk sel yang diperlukan untuk kehidupan. Para saintis dan jurutera menjalankan penyelidikan untuk meniru kualiti alam semulajadi untuk menghasilkan kelompok-kelompok kecil atom-atom tertentu, yang kemudian dapat dirakit sendiri menjadi struktur yang lebih kompleks. Pembuatan nanotube karbon menggunakan kaedah pempolimeran logam yang diperkatalikan adalah contoh yang baik untuk pendekatan nanoteknologi bottom-up.

Mesin molekular dan pembuatannya adalah konsep nanoteknologi bawah bawah yang diperkenalkan oleh Eric Drexler dalam bukunya Engines of Creation pada tahun 1987. Ia memberikan pandangan awal tentang bagaimana sistem mekanikal nano boleh digunakan untuk membina struktur molekul kompleks.

Perbezaan antara pendekatan Top-down dan Bottom-up dalam nanoteknologi

1. Proses pengilangan bermula dari struktur yang lebih besar dalam pendekatan atas ke bawah di mana permulaan blok bangunan lebih kecil daripada reka bentuk akhir dalam pendekatan bawah

2. Pengilangan bahagian bawah boleh menghasilkan struktur dengan permukaan dan tepi yang sempurna (tidak berkerut dan tidak mengandungi rongga dll) walaupun permukaan dan pinggir yang dihasilkan oleh pembuatan atas tidak sempurna kerana mereka keriput atau mengandungi rongga.

3. Teknologi pembuatan pendekatan bawah adalah lebih baru daripada pembuatan atas dan dijangka menjadi alternatif untuknya dalam beberapa aplikasi (contohnya: transistor).

4. Produk pendekatan bawah mempunyai ketepatan ketepatan yang lebih tinggi (lebih banyak kawalan ke atas dimensi material) dan oleh itu boleh menghasilkan struktur yang lebih kecil berbanding dengan pendekatan atas ke bawah.

5. Pendekatan atas-bawah terdapat sejumlah bahan terbuang tertentu kerana sesetengah bahagian dikeluarkan dari kontras struktur asal dengan pendekatan bottom-up di mana tiada bahagian material dikeluarkan.

Teknologi