Abordarea de sus în jos vs de jos în sus în nanotehnologie
Nanotehnologia proiectează, dezvoltă sau manipulează la scară nanometrică (o miliardime de metru). Mărimea obiectului de afaceri ar trebui să fie mai mică de o sută de nanometri cel puțin într-o dimensiune pentru a numi ceva a fi nanotehnologie. Există două abordări de proiectare în nanotehnologie cunoscute ca de sus în jos și de jos în sus. Ambele abordări sunt utile în diferite tipuri de aplicații.
Abordare de sus în jos
În abordarea de sus în jos, obiectele la scară nanometrică sunt realizate prin procesarea unor obiecte mai mari în dimensiune. Fabricarea circuitelor integrate este un exemplu pentru nanotehnologia de sus în jos. Acum a crescut la nivelul fabricării de sisteme nano electromecanice (NEMS) în care componente mecanice minuscule, cum ar fi pârghiile, arcuri și canale de fluid împreună cu circuitele electronice sunt încorporate într-un cip mic. Materialele de pornire din aceste fabrici sunt structuri relativ mari, cum ar fi cristalele de siliciu. Litografia este tehnologia care a permis realizarea unor astfel de cipuri mici și există multe tipuri de ele, cum ar fi litografia foto, cu fascicul de electroni și cu fascicul de ioni.
În unele aplicații, materialele la scară mai mare sunt măcinate la scara nanometrică pentru a crește raportul de aspect suprafață-volum pentru o mai mare reactivitate. Nano aur, nano argint și nano dioxid de titan sunt astfel de nano materiale utilizate în diferite aplicații. Procesul de fabricare a nanotuburilor de carbon folosind grafit într-un cuptor cu arc este un alt exemplu de abordare de sus în jos a nanotehnologiei.
Abordare de jos în sus
Abordarea de jos în sus în nanotehnologie face nanostructuri mai mari din blocuri de construcție mai mici, cum ar fi atomii și moleculele. Auto-asamblare în care nanostructurile dorite sunt auto-asamblate fără nicio manipulare externă. Atunci când dimensiunea obiectului devine mai mică în nanofabricare, abordarea de jos în sus este o completare din ce în ce mai importantă pentru tehnicile de sus în jos.
Nanotehnologia cu abordare 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 apoi se pot autoasambla în structuri mai complexe. Fabricarea nanotuburilor de carbon folosind metoda de polimerizare catalizată cu metal este un bun exemplu pentru abordarea de jos în sus a nanotehnologiei.
Mașini moleculare și producție este un concept de nanotehnologie de jos în sus introdus de Eric Drexler în cartea sa Engines of Creation în 1987. Acesta a oferit vederi timpurii despre cum pot fi utilizate sistemele mecanice la scară nanometrică pentru a construi structuri moleculare complexe..
Diferența dintre abordarea de sus în jos și de jos în sus în nanotehnologie
1. Procesul de fabricație pornește de la structuri mai mari în abordarea de sus în jos, în care blocurile de bază sunt mai mici decât proiectarea finală în abordarea de jos în sus
2. Fabricarea de jos în sus poate produce structuri cu suprafețe și margini perfecte (nu încrețite și nu conține cavități etc.), deși suprafețele și marginile rezultate din fabricarea de sus în jos nu sunt perfecte, deoarece sunt șifonate sau conțin cavități.
3. Tehnologiile de producție cu abordare de jos în sus sunt mai noi decât producția de sus în jos și se așteaptă să fie o alternativă pentru aceasta în unele aplicații (de exemplu: tranzistori).
4. Produsele cu abordare de jos în sus au o precizie mai mare (control mai mare asupra dimensiunilor materialului) și, prin urmare, pot produce structuri mai mici în comparație 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 nu este îndepărtată nicio parte de material.
