الفرق بين نهج أعلى لأسفل وأعلى لأسفل في تقنية النانو

أعلى لأسفل مقابل نهج أسفل إلى أعلى في تقنية النانو

تقنية النانو هي تصميم أو تطوير أو معالجة بمقياس نانومتر (مليار متر). يجب أن يكون حجم جسم التعامل أقل من مائة نانومتر على الأقل في بعد واحد لاستدعاء شيء ليكون تكنولوجيا النانو. هناك نوعان من نهج التصميم في تكنولوجيا النانو المعروفة باسم من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى. كلا النهجين مفيد في أنواع مختلفة من التطبيقات.

- <>>

من أعلى إلى أسفل النهج

في النهج من أعلى إلى أسفل، يتم إجراء الأجسام النانو الحجم من خلال معالجة الأجسام الكبيرة في الحجم. تصنيع الدوائر المتكاملة هو مثال لأعلى إلى أسفل تكنولوجيا النانو. وقد نمت الآن إلى مستوى تصنيع أنظمة نانو الكهروميكانيكية (نيمس) حيث تكون المكونات الميكانيكية الصغيرة مثل الرافعات والينابيع وقنوات السوائل جنبا إلى جنب مع الدوائر الإلكترونية جزءا لا يتجزأ من رقاقة صغيرة. المواد الأولية في هذه التصاميم هي هياكل كبيرة نسبيا مثل بلورات السيليكون. الطباعة الحجرية هي التكنولوجيا التي مكنت جعل مثل هذه رقائق صغيرة وهناك أنواع كثيرة منها مثل الصور، شعاع الالكترون والتصوير الحجري أيون شعاع.

في بعض التطبيقات يتم طحن المواد على نطاق واسع لمقياس نانومتر لزيادة مساحة السطح إلى نسبة الارتفاع إلى حجم لمزيد من التفاعل. نانو الذهب، نانو الفضة و ثاني أكسيد التيتانيوم نانو هي مثل هذه المواد نانو المستخدمة في التطبيقات المختلفة. وتعتبر عملية تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية باستخدام الجرافيت في فرن القوس مثالا آخر لنهج التكنولوجيا النانوية من أعلى إلى أسفل.

نهج أسفل-أوب

إن النهج من أسفل إلى أعلى في تكنولوجيا النانو يجعل النانو أكبر من اللبنات الصغيرة مثل الذرات والجزيئات. التجمع الذاتي في هياكل نانو المطلوب هي تجميع النفس دون أي التلاعب الخارجي. وعندما يصبح حجم الكائن أصغر في التصنيع النانوي، فإن النهج من القاعدة إلى القمة هو تكملة متزايدة الأهمية للتقنيات من أعلى إلى أسفل.

نهج من أسفل إلى أعلى يمكن العثور على تكنولوجيا النانو من الطبيعة، حيث استغلت النظم البيولوجية القوى الكيميائية لإنشاء هياكل للخلايا اللازمة للحياة. ويقوم العلماء والمهندسون بإجراء البحوث لتقليد هذه النوعية من الطبيعة لإنتاج مجموعات صغيرة من ذرات محددة، والتي يمكن بعد ذلك تجميع نفسها في هياكل أكثر تعقيدا. ويعد تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية باستخدام طريقة البلمرة المحفزة بالمعدن مثالا جيدا لنهج تكنولوجيا النانو من أسفل إلى أعلى.

الآلات الجزيئية والتصنيع هو مفهوم التكنولوجيا النانوية من أسفل إلى أعلى التي قدمها اريك دريكسلر في كتابه محركات الإبداع في عام 1987. وقد أعطى نظرة مبكرة لكيفية يمكن استخدام النظم الميكانيكية على نطاق نانو لبناء هياكل الجزيئية المعقدة.

الفرق بين النهج من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى في تكنولوجيا النانو 1. تبدأ عملية التصنيع من هياكل أكبر في النهج من أعلى إلى أسفل حيث تبدأ اللبنات البناء أصغر من التصميم النهائي في النهج من أسفل إلى أعلى 2. يمكن أن تنتج الصناعات التحويلية من أسفل إلى أعلى هياكل ذات أسطح وحواف مثالية (لا تجعد ولا تحتوي على تجاويف …) على الرغم من أن الأسطح والحواف الناتجة عن التصنيع من أعلى إلى أسفل ليست مثالية لأنها تجعد أو تحتوي على تجاويف. 3. تقنيات تصنيع النهج من أسفل إلى أعلى هي أحدث من التصنيع من أعلى إلى أسفل ومن المتوقع أن تكون بديلا لها في بعض التطبيقات (على سبيل المثال: الترانزستورات). 4. وتتميز منتجات النهج من أسفل إلى أعلى بدقة دقة أعلى (مزيد من التحكم في الأبعاد المادية)، وبالتالي يمكنها تصنيع هياكل أصغر مقارنة بالنهج من أعلى إلى أسفل. 5. في النهج من أعلى إلى أسفل هناك كمية معينة من المواد المهدورة كما يتم إزالة بعض الأجزاء من التباين هيكل الأصلي إلى نهج من أسفل إلى أعلى حيث لا يتم إزالة جزء مادي.