Atšķirība starp pieeju no augšas uz leju un no apakšas uz augšu nanotehnoloģijās

Pieeja no augšas uz leju vai no apakšas uz augšu nanotehnoloģijās

Nanotehnoloģija projektē, izstrādā vai manipulē ar nanometru (metra miljardā daļa) skalu. Darījuma objekta lielumam vajadzētu būt mazākam par simts nanometriem vismaz vienā dimensijā, lai kaut ko sauktu par nanotehnoloģiju. Nanotehnoloģijās ir divas dizaina pieejas, kas pazīstamas kā no augšas uz leju un no apakšas. Abas pieejas ir noderīgas dažāda veida lietojumos.

Pieeja no augšas uz leju

Izmantojot pieeju no augšas uz leju, nano mēroga objekti tiek izgatavoti, apstrādājot lielākus objektus. Integrētās shēmas izgatavošana ir nanotehnoloģijas no augšas uz leju piemērs. Tagad tas ir audzis līdz nano elektromehānisko sistēmu (NEMS) izgatavošanas līmenim, kurā sīkas mikroshēmas ir iestrādātas sīkas mehāniskas detaļas, piemēram, sviras, atsperes un šķidruma kanāli, kā arī elektroniskās shēmas. Šajos izstrādājumos izejmateriāli ir samērā lielas struktūras, piemēram, silīcija kristāli. Litogrāfija ir tehnoloģija, kas ļāva izgatavot tik sīkas mikroshēmas, un ir daudz veidu to, piemēram, foto, elektronu un jonu staru litogrāfija.

Dažos gadījumos lielāka mēroga materiāli tiek slīpēti līdz nanometru skalai, lai palielinātu virsmas laukuma un tilpuma malu attiecību, lai iegūtu lielāku reaktivitāti. Nano zelts, nano sudrabs un nano titāna dioksīds ir šādi nano materiāli, kurus izmanto dažādos pielietojumos. Oglekļa nanocauruļu ražošanas process, izmantojot grafītu loka krāsnī, ir vēl viens piemērs nanotehnoloģijai no augšas uz leju.

Pieeja no apakšas

Bottom-up pieeja nanotehnoloģijā lielākām nanostruktūrām tiek veidota no mazākiem celtniecības blokiem, piemēram, atomiem un molekulām. Pašmontāža, kurā vēlamās nano struktūras tiek montētas pats bez jebkādām ārējām manipulācijām. Kad objekta izmērs nanofabrikācijā kļūst mazāks, pieeja no apakšas uz augšu ir aizvien nozīmīgāks papildinājums paņēmieniem no augšas uz leju.

Augšupējas pieejas nanotehnoloģijas var atrast dabā, kur bioloģiskās sistēmas ir izmantojušas ķīmiskos spēkus, lai izveidotu dzīvībai vajadzīgās šūnu struktūras. Zinātnieki un inženieri veic pētījumus, lai atdarinātu šo dabas kvalitāti, lai iegūtu nelielus specifisku atomu kopus, kas pēc tam var pats samontēties sarežģītākās struktūrās. Oglekļa nanocauruļu ražošana, izmantojot metāla katalizētu polimerizācijas metodi, ir labs piemērs augšupējas pieejas nanotehnoloģijai.

Molekulārās mašīnas un to ražošana ir augšupējas nanotehnoloģijas jēdziens, kuru 1987. gadā ieviesa Ēriks Drekslers savā grāmatā “Engines of Creation”..

Atšķirība starp augšupēju un augšupēju pieeju nanotehnoloģijās

1. Ražošanas process sākas ar lielākām konstrukcijām, izmantojot pieeju no augšas uz leju, kur sākuma bloki ir mazāki nekā galīgais dizains, izmantojot augšupēju pieeju

2. Augšupēja izgatavošana var radīt struktūras ar nevainojamām virsmām un malām (nav grumbainas un nesatur dobumus utt.), Lai gan virspuses un malas, kas rodas no augšas uz leju, nav perfektas, jo tās ir saburzītas vai satur dobumus.

3. Augšupējas pieejas ražošanas tehnoloģijas ir jaunākas nekā ražošana no augšas uz leju, un paredzams, ka dažās lietojumprogrammās tā būs alternatīva (piemērs: tranzistori)..

4. Augšupvērstas pieejas produktiem ir augstāka precizitāte (lielāka kontrole pār materiāla izmēriem), un tāpēc tie var ražot mazākas konstrukcijas, salīdzinot ar pieeju no augšas uz leju..

5. Pieejot no augšas uz leju, ir noteikts izšķērdēta materiāla daudzums, jo dažas detaļas tiek noņemtas no sākotnējās struktūras, pretstatā augšupējai pieejai, kur netiek noņemta neviena materiāla daļa..

Tehnoloģijas