Toată materia din jurul nostru este compusă din atomi și molecule. Pentru a înțelege comportamentul unui anumit material cuantic se caută caracteristicile atomilor. Dar odată cu apariția cercetărilor, s-a constatat că există o scară mult mai mică decât scara moleculară. Nanoscala este cea care măsoară o miliardime dintr-un metru. Un atom al unei materii măsoară aproximativ 0,1nm. Deoarece atomii sunt elementele de bază ale materiei, la scară nanometrică se pot aranja acești atomi împreună pentru a forma noi materiale. Toate cercetările din jurul studiului și invențiile care implică proprietățile elementelor la această nanoscală sunt denumite Nanotehnologie.

Ce este nanotehnologia?

Termenul nano se referă la scara de o miliardime dintr-un metru. Aceasta este mai mică decât lungimea de undă a luminii. Nanotehnologia se referă la toate cercetările implicate în manipularea materiei la nivel de nano-scară. S-a constatat că proprietățile cuantice ale materiei la scară nanometrică diferă de cele ale scării atomice. Deci, cercetarea asociată cu nanotehnologia este foarte largă, care include multe domenii ale științei, cum ar fi chimia organică, biologia moleculară, știința suprafețelor, stocarea energiei, ingineria moleculară, Semiconductor fizică și microfabricare.

“filtru trece sus activ de ordinul doi ”

Noțiuni de bază

Cercetarea la scară nanomatică a materiei este fascinantă, deoarece este etapa de bază în care atomii sunt dispuși împreună. Astfel, se pot forma multe tipuri diferite de materiale prin manipularea materiei la această scară. Nanoscala variază între 1-100nm. Este mai mic decât scala microscopică și mai mare decât scala atomică. Deoarece cercetarea în jurul acestei tehnologii implică diverse proprietăți ale materiei, este important să aveți un fundal puternic în științe multiple.

Nanotehnologie

La nivel de nanoscală, regulile mecanicii cuantice ale materialului sunt foarte diferite de nivelul său atomic. De exemplu, un material care se comportă ca un izolator la formă moleculară se poate comporta ca un semiconductor la defalcarea în nanoscală. La acest nivel, punctul de topire al substanțelor se poate modifica și datorită creșterii suprafeței. Toate cercetările din jurul nanotehnologiei de astăzi implică studiul acestor proprietăți la scară nano și să știm cum să le folosim pentru noi aplicații.

Astăzi, nanotehnologia se referă și la știința construirii articolelor de jos în sus folosind instrumentele și tehnologia disponibile astăzi, pentru a forma produse de înaltă performanță.

Tipuri de nanotehnologie

Deoarece nanotehnologia se ocupă cu studiul materiei la scară nanometică, iar științele la această scară intră în domeniul nanotehnologiei. Știința care se ocupă cu manipularea materiei pentru formarea de înaltă performanță tranzistoare și microprocesoare este cunoscut sub numele de nanoinginerie. Atunci când nanotehnologia este utilizată pentru producerea produselor farmaceutice, aceasta este denumită Nanomedicină. Nanotehnologia este foarte utilizată pentru fabricarea dispozitivelor electronice cunoscute sub numele de Nanoelectronică.

Nanotehnologia are două tipuri de abordări - abordarea de jos în sus și abordarea Top-dow. În abordarea de jos în sus, materialele sunt formate din componente mici care se deplasează spre componente mai mari. În abordarea de sus în jos, nanomaterialele sunt formate din entități mai mari.

De-a lungul anilor, nanotehnologia este dezvoltată și ca nanomecanică, nanofotonică și nanoionică, oferind o bază științifică de bază pentru nanotehnologie.

Utilizări ale nanotehnologiei

Materialele la scară nano sunt utilizate pentru aplicații în vrac. Se formează nanofillere care sunt utilizate în celulele solare pentru a reduce costurile de producție. Nanotehnologia a adus o mare contribuție la domeniul biomedical. Aplicații precum ingineria țesuturilor, administrarea medicamentelor și biosenzorii sunt dezvoltate.

Nanotehnologia a ajutat la structurarea ADN-ului artificial și la studiul altor acizi nucleici. În sinteza materialelor, această tehnologie a ajutat la proiectarea moleculelor bine formate. Au fost dezvoltate noi tehnici de fabricație, cum ar fi nanolitografia, depunerea stratului atomic.

Avantaje și dezavantaje

Dezvoltarea acestui domeniu a ajutat la evoluția diferitelor științe noi. Folosind nanotehnologia, proprietățile materialelor pot fi manipulate în funcție de necesitatea noastră. Materialele pot fi făcute mai durabile, mai stabile, mai puternice, mai ușoare, mai reactive, mai bune conductoare electrice etc.

Dezavantajele care implică nanotehnologia sunt similare cu cele care apar în mod normal odată cu dezvoltarea unei noi tehnologii. Efectul nanotehnologiei asupra condițiilor de mediu este cel mai de temut. Impactul acestei tehnologii asupra economiei globale este, de asemenea, îngrijorător.

Cercetările viitoare în acest domeniu implică dezvoltarea nanoroboticii și a aplicațiilor sale în medicamente. Sunt propuse noi dispozitive de nanofabricare pentru viitoare aplicații comerciale. Se propun nanomachine care vor ajuta la dezvoltarea de noi nanomateriale și nanosisteme. Se dezvoltă o materie ale cărei proprietăți pot fi ușor reversibile și controlate extern. Noii termeni precum biotehnologia și tehnologia Femto au fost creați cu această tehnologie. Care sunt cele două abordări utilizate în fabricarea nanomaterialelor?