Разлика между подхода отгоре надолу и отдолу нагоре в нанотехнологиите
Share
Топ надолу срещу подход „отдолу нагоре“ в нанотехнологиите
Нанотехнологиите са проектиране, разработване или манипулиране в нанометър (милиардна част от метър). Размерът на разглеждания обект трябва да бъде по-малък от сто нанометра поне в едно измерение, за да се нарече нещо да бъде нанотехнология. Има два дизайнерски подхода в нанотехнологиите, известни като отгоре надолу и отдолу нагоре. И двата подхода са полезни в различни видове приложения.
Подход отгоре надолу
При подход отгоре надолу наномащабните обекти се правят чрез обработка на по-големи обекти по размер. Изработката на интегрална схема е пример за нанотехнологиите отгоре надолу. Сега тя е нараснала до нивото на изработка на нано-електромеханични системи (NEMS), където малки механични компоненти като лостове, пружини и канали за течности заедно с електронни схеми са вградени в миниатюрен чип. Изходните материали в тези изделия са сравнително големи структури като силициеви кристали. Литографията е технологията, която е позволила да се правят такива малки чипове и има много видове от тях, като литография за снимки, електронни лъчи и йонни лъчи.
В някои приложения материалите с по-голям мащаб се смилат до скалата на нанометъра, за да се увеличи съотношението между повърхност и обем и по-голяма реактивност. Нано злато, нано сребро и нано титанов диоксид са такива нано материали, използвани в различни приложения. Процесът на производство на въглеродни нанотръби с помощта на графит в дъгова печка е друг пример за нанотехнологиите за подход отгоре надолу.
Подход отдолу-нагоре
Подходът отдолу нагоре в нанотехнологиите прави по-големи наноструктури от по-малки градивни елементи като атоми и молекули. Самосглобяване, при което желаните наноструктури се монтират самостоятелно без никакви външни манипулации. Когато размерът на обекта намалява при нанофабриката, подходът „отдолу нагоре“ е все по-важно допълнение към техниките отгоре надолу.
Нанотехнологиите отдолу нагоре могат да бъдат намерени от природата, където биологичните системи са използвали химически сили за създаване на структури за клетки, необходими за живота. Учените и инженерите извършват изследвания, за да имитират това качество на природата, за да произведат малки струпвания от специфични атоми, които след това могат да се съберат в по-сложни структури. Производството на въглеродни нанотръби по метализиран метод на полимеризация е добър пример за нанотехнологиите на подход отдолу нагоре.
Молекулярните машини и производството е концепция за нанотехнологиите отдолу нагоре, въведена от Ерик Дрекслер в книгата му Двигатели на сътворението през 1987 г. Той даде ранни възгледи как могат да се използват наномащабни механични системи за изграждане на сложни молекулни структури.
|
Разлика между подхода отгоре надолу и отдолу нагоре в нанотехнологиите 1. Производственият процес започва от по-големи конструкции в подход отгоре надолу, където стартовите блокове са по-малки от крайния проект при подхода отдолу нагоре 2. Производството отдолу нагоре може да произведе структури с перфектни повърхности и ръбове (не набръчквани и не съдържат кухини и т.н.), въпреки че повърхностите и ръбовете, получени от производството отгоре надолу, не са перфектни, тъй като те са набръчкани или съдържат кухини. 3. Технологиите за производство отдолу нагоре са по-нови от производството отгоре надолу и се очаква да бъдат алтернатива за него в някои приложения (пример: транзистори). 4. Продуктите отдолу нагоре имат по-голяма точност (повече контрол върху размерите на материала) и следователно могат да произвеждат по-малки конструкции в сравнение с подхода отгоре надолу.. 5. При подхода отгоре надолу има определено количество разхитен материал, тъй като някои части се отстраняват от оригиналната структура за разлика от подхода отдолу нагоре, когато не се отстранява нито една материална част.
|
