Sva materija oko nas sastoji se od atoma i molekula. Da bi se razumjelo ponašanje određenog materijala, kvantni traže se karakteristike atoma. No pojavom istraživanja otkriveno je da postoji mjerilo koje je puno manje od molekularnog. To je nanorazmjer koji mjeri jednu milijardu metra. Atom materije mjeri oko 0,1 nm. Kako su atomi građevni blokovi materije, na nanorazmjerima se ti atomi mogu složiti da tvore nove materijale. Sva istraživanja oko studije i izumi koji uključuju svojstva elemenata na ovoj nanorazmjeri nazivaju se nanotehnologijom.
Što je nanotehnologija?
Izraz nano odnosi se na mjerilo od jedne milijarde metra. To je manje od valne duljine svjetlosti. Nanotehnologija se odnosi na sva istraživanja koja se bave manipulacijom materijom na nanorazmjernoj razini. Utvrđeno je da se kvantna svojstva materije na nanorazmjeru razlikuju od svojstava atomske skale. Dakle, istraživanje povezano s nanotehnologijom vrlo je široko i uključuje mnoga područja znanosti kao što su organska kemija, molekularna biologija, površinske znanosti, skladištenje energije, molekularno inženjerstvo, Poluvodič fizika i mikroproizvodnja.
Osnove
Nanoskolsko istraživanje materije je fascinantno jer je to osnovna faza u kojoj su atomi složeni zajedno. Tako se manipuliranjem materijom u ovoj mjeri može oblikovati mnogo različitih vrsta materijala. Nanoskala se kreće od 1-100nm. Manji je od mikroskala i veći od atomske skale. Kako istraživanja oko ove tehnologije uključuju različita svojstva materije, važno je imati snažnu pozadinu u više znanosti.
Nanotehnologija
Na razini nanorazmjera, pravila kvantne mehanike materijala uvelike se razlikuju od njegove atomske razine. Na primjer, materijal koji se ponaša kao izolator u molekularnom obliku može se ponašati kao poluvodiča pri probijanju na nanorazmjer. Na toj se razini tačka topljenja tvari također može promijeniti zbog povećanja površine. Sva istraživanja oko nanotehnologije danas uključuju proučavanje ovih svojstava na nanorazmjernom nivou i kako bi se znalo koristiti za nove primjene.
Danas se nanotehnologija odnosi i na znanost konstruiranja predmeta odozdo prema gore pomoću alata i tehnologije koji su danas dostupni za stvaranje proizvoda visokih performansi.
Vrste nanotehnologije
Kako se nanotehnologija bavi proučavanjem materije na nanorazmjerima, a znanosti na ovoj ljestvici potpadaju pod nanotehnologiju. Znanost koja se bavi manipulacijom materijom za stvaranje visokih performansi tranzistori i mikroprocesori poznat je pod nazivom Nanoinženjering. Kada se nanotehnologija koristi za proizvodnju farmaceutskih proizvoda, ona se naziva Nanomedicin. Nanotehnologija se visoko koristi za proizvodnju elektroničkih uređaja poznatih kao Nanoelektronika.
Nanotehnologija ima dvije vrste pristupa - pristup odozdo prema gore i pristup od vrha prema dolje. U pristupu odozdo prema gore, materijali se formiraju od malih dijelova koji se kreću prema većim komponentama. U pristupu od vrha prema dolje, nano-materijali nastaju od većih cjelina.
Tijekom godina nanotehnologija se također razvija kao Nanomehanika, Nanofotonika i Nanoionika pružajući temeljni znanstveni temelj za nanotehnologiju.
Primjene nanotehnologije
Nanoskalni materijali koriste se za skupno rabe. Stvaraju se nano punila koja se koriste u solarnim ćelijama kako bi se smanjili njihovi proizvodni troškovi. Nanotehnologija je dala velik doprinos biomedicinskom polju. Razvijaju se aplikacije poput inženjerstva tkiva, isporuke lijekova i biosenzora.
Nanotehnologija je pomogla u strukturiranju umjetne DNA i proučavanju drugih nukleinskih kiselina. U sintezi materijala, ova tehnologija pomogla je u dizajniranju dobro oblikovanih molekula. Razvijene su nove tehnike izrade poput nanolithografije, taloženja atomskog sloja.
Prednosti i nedostatci
Razvoj ovog područja pomogao je u evoluciji raznih novih znanosti. Koristeći nanotehnologiju, svojstvima materijala može se manipulirati prema našoj potrebi. Materijali se mogu učiniti trajnijim, stabilnijim, jačim, lakšim, reaktivnijim, boljim električnim vodičima itd.
Mane koje uključuju nanotehnologiju slične su onima koje se obično javljaju razvojem nove tehnologije. Najviše se strahuje od učinka nanotehnologije na uvjete okoliša. Zabrinjava i utjecaj ove tehnologije na globalno gospodarstvo.
Buduća istraživanja na ovom polju uključuju razvoj nanorobotike i njezinu primjenu u lijekovima. Predlažu se novi uređaji za proizvodnju nanom za buduće komercijalne primjene. Predlažu se nanomatine koje će pomoći u razvoju novih nano materijala i nanosustava. Razvijaju se tvari čija se svojstva mogu lako povratiti i kontrolirati izvana. Uz ovu tehnologiju skovani su novi pojmovi poput biotehnologije i Femto tehnologije. Koja su dva pristupa koja se koriste u proizvodnji nanomaterijala?
