Diferența dintre abordarea de sus în jos și cea de jos în sus în nanotehnologie

Top Down vs. Bottom Up în Nanotehnologia

Nanotehnologia este proiectarea, dezvoltarea sau manipularea la scară nanometrică (o miliardime de metru). Dimensiunea obiectului de tranzacționare trebuie să fie mai mică de o sută de nanometri, cel puțin într-o singură dimensiune, pentru a numi ceva care trebuie să fie nanotehnologia. Există două abordări de proiectare în nanotehnologia cunoscută ca top-down și bottom-up. Ambele abordări sunt utile în diferite tipuri de aplicații.

Abordarea de sus în jos

În abordarea de sus în jos, obiectele de la scară nano sunt realizate prin procesarea unor dimensiuni mai mari. Fabricarea circuitului integrat este un exemplu pentru nanotehnologia de sus în jos. Acum a fost crescută la nivelul fabricării sistemelor nano electromecanice (NEMS), unde mici componente mecanice, cum ar fi pârghiile, arcurile și canalele de fluid împreună cu circuitele electronice sunt încorporate într-un cip mic. Materiile prime din aceste fabricări sunt structuri relativ mari, cum ar fi cristalele de siliciu. Litiografia este tehnologia care a permis realizarea unor astfel de mici cipuri și există multe tipuri de cipuri, cum ar fi fotograma, fascicul de electroni și litografia cu fascicul de ioni.

În unele aplicații, materialele de dimensiuni mai mari sunt măcinate la scara nanometrică pentru a mări raportul de suprafață la volum pentru o mai mare reactivitate. Nano aur, nano-argint și dioxid de nano-titan sunt astfel de materiale nano utilizate în aplicații diferite. Procesul de fabricare a nanotubului de carbon folosind grafitul într-un cuptor cu arc este un alt exemplu pentru nanotehnologia de abordare de sus în jos.

Abordarea de jos

Abordarea de jos în sus în nanotehnologie face din nanostructuri mai mari din blocuri de construcție mai mici, cum ar fi atomi și molecule. Asamblarea în sine în care nano structurile dorite sunt asamblate fără nici o manipulare externă. Atunci când mărimea obiectului devine mai mică în nanofabricare, abordarea de jos în sus reprezintă o completare tot mai importantă a tehnicilor de sus în jos.

Nanotehnologia de abordare de jos în sus se găsește din natură, în care 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 clustere mici de atomi specifici, care se pot asambla singuri în structuri mai complexe. Fabricarea de nanotuburi de carbon utilizând metoda de polimerizare catalizată pe metale este un bun exemplu pentru nanotehnologia abordării de jos în sus.

Mașinile și fabricarea moleculelor moleculare reprezintă un concept de nanotehnologie de jos în sus introdus de Eric Drexler în cartea sa Motoarele creației din 1987. Acesta a oferit vederi timpurii cu privire la modul în care sistemele mecanice la scară nano pot fi folosite pentru a construi structuri moleculare complexe.

Diferența dintre abordarea de sus în jos și cea de jos în sus în domeniul nanotehnologiei 1. Procesul de fabricație pornește de la structuri mai mari în abordarea de sus în jos unde blocurile de construcție încep să fie mai mici decât designul final în abordarea de jos în sus 2. Producția de la partea inferioară poate produce structuri cu suprafețe și muchii perfecte (nu sunt încrețite și nu conțin cavități etc.), deși suprafețele și marginile rezultate din fabricarea de sus în jos nu sunt perfecte, deoarece sunt încrețite sau conțin cavități. 3. Tehnologiile de fabricare a abordării de jos în sus sunt mai noi decât fabricarea de sus în jos și se așteaptă să fie o alternativă pentru aceasta în unele aplicații (de exemplu: tranzistori). 4. Produsele de apropiere de jos au o precizie mai mare de precizie (mai mult control asupra dimensiunilor materialelor) și, prin urmare, pot fabrica structuri mai mici comparativ cu abordarea de sus în jos. 5. În abordarea de sus în jos există o anumită cantitate de material pierdut deoarece unele părți sunt îndepărtate din structura originală în contrast cu abordarea de jos în sus unde nici o parte materială nu este îndepărtată.