A körülöttünk lévő anyag atomokból és molekulákból áll. Egy adott anyag viselkedésének megértéséhez a kvantum az atomok jellemzőit keresik. De a kutatás megjelenésével kiderült, hogy létezik olyan skála, amely sokkal kisebb, mint a molekuláris skála. A nanoméret az, amely méter milliárdod részét méri. Egy anyag atomja kb. 0,1 nm. Mivel az atomok az anyag építőkövei, nanoméretnél ezeket az atomokat új anyaggá alakíthatják. A kutatás körüli összes kutatást és találmányt, amely magában foglalja az elemek tulajdonságait ebben a nanoszkópban, nanotechnológiának nevezik.
Mi a nanotechnológia?
A nano kifejezés az egymilliárd méteres skálára utal. Ez kisebb, mint a fény hullámhossza. A nanotechnológia minden olyan kutatásra utal, amely az anyag nanoméretű szintű manipulálásával kapcsolatos. Megállapították, hogy az anyag kvantumtulajdonságai nanoméretben eltérnek az atomi skála tulajdonságaitól. Tehát a nanotechnológiához kapcsolódó kutatás nagyon széles körű, amely számos tudományterületet magában foglal, mint például a szerves kémia, a molekuláris biológia, a felszíni tudomány, az energiatárolás, a molekulatechnika, Félvezető fizika és mikrofeldolgozás.
Alapok
Az anyag nanoszkópiai kutatása lenyűgöző, mivel ez az atomok elrendeződésének alapvető szakasza. Így sokféle anyagot lehet kialakítani az anyag ilyen mértékű manipulálásával. A nanoszkóp 1 és 100 nm között mozog. Kisebb, mint a mikroszkála, és nagyobb, mint az atomskála. Mivel az e technológiát körülvevő kutatás az anyag különféle tulajdonságait vonja maga után, fontos, hogy több tudományban erős háttérrel rendelkezzünk.
Nanotechnológia
Nanoméretű szinten az anyag kvantummechanikájának szabályai nagyon eltérnek az atomi szintjétől. Például egy anyag, amely molekuláris formában szigetelőként viselkedik, viselkedhet a félvezető amikor lebontják a nanoméretet. Ezen a szinten az anyagok olvadáspontja is megváltozhat a felület növekedése miatt. A nanotechnológiával kapcsolatos összes kutatás manapság magában foglalja ezeknek a tulajdonságoknak a nanoméretű tanulmányozását és annak ismeretét, hogy miként lehet felhasználni új alkalmazásokhoz.
Ma a nanotechnológia utal arra is, hogy a termékeket alulról felfelé építik fel a ma elérhető eszközök és technológia felhasználásával, nagy teljesítményű termékek előállítására.
A nanotechnológia típusai
Mivel a nanotechnológia az anyag nanoskálán történő vizsgálatával foglalkozik, és az ilyen mértékű tudományok a nanotechnológia alá tartoznak. A tudomány, amely az anyag manipulációjával foglalkozik a nagy teljesítmény elérése érdekében tranzisztorok és mikroprocesszorok Nanoengineering néven ismert. Ha a nanotechnológiát gyógyszerészeti termékek előállítására használják, akkor nanomedicinának nevezik. A nanotechnológiát nagyban használják a Nanoelektronika néven ismert elektronikus eszközök gyártásához.
A nanotechnológiának kétféle megközelítése van: az alulról felfelé irányuló megközelítés és a top-dow megközelítés. Az alulról felfelé építve az anyagokat a nagyobb alkatrészek felé haladó kis alkatrészek alkotják. A felülről lefelé megközelítésben a nanoanyagok nagyobb entitásokból képződnek.
Az évek során a nanotechnológiát úgy is fejlesztették, hogy a nanotechnológia, a nanofotonika és a nanoionika alapvető tudományos alapot biztosítanak a nanotechnológia számára.
A nanotechnológia felhasználása
A nanoméretű anyagokat ömlesztett alkalmazásokhoz használják. Nanofillerek jönnek létre, amelyeket a napelemekben használnak előállítási költségeik csökkentésére. A nanotechnológia nagyban hozzájárult az orvosbiológiai területhez. Fejlődnek az olyan alkalmazások, mint a szövettechnika, a gyógyszerszállítás és a bioszenzorok.
A nanotechnológia segített a mesterséges DNS strukturálásában és más nukleinsavak tanulmányozásában. Az anyagok szintézisében ez a technológia segített jól formázott molekulák tervezésében. Új gyártási technikákat fejlesztettek ki, például nanolitográfiát, atomréteg-lerakódást.
Előnyök és hátrányok
Ennek a területnek a fejlődése segítette a különféle új tudományok fejlődését. A nanotechnológia alkalmazásával az anyagok tulajdonságai szükségünk szerint manipulálhatók. Az anyagokat tartósabbá, stabilabbá, erősebbé, könnyebbé, reaktívabbá, jobb elektromos vezetővé stb. Tehetjük.
A nanotechnológiát érintő hátrányok hasonlóak azokhoz, amelyek általában az új technológia kifejlesztése során jelentkeznek. A nanotechnológia környezeti feltételekre gyakorolt hatásától tartanak leginkább. Ennek a technológiának a globális gazdaságra gyakorolt hatása szintén aggodalomra ad okot.
A jövőbeli kutatás ezen a területen magában foglalja a nanorobotika fejlesztését és alkalmazását a gyógyszerekben. Új nanotechnológiás eszközöket javasolnak a jövőbeni kereskedelmi alkalmazásokhoz. Olyan nanogépeket javasolnak, amelyek elősegítik új nanoanyagok és nanorendszerek kifejlesztését. Olyan anyagokat fejlesztenek ki, amelyek tulajdonságai könnyen visszafordíthatók és kívülről vezérelhetők. Új kifejezések, például a biotechnológia és a Femto technológia jöttek létre ezzel a technológiával. Mi a két megközelítés, amelyet a nanoanyagok gyártása során alkalmaznak?
