Nanoteknoloji Fiziğin Hangi Alt Dalı

kaynağı değiştir]

Nanomateryaller alanı, nano-ölçek boyutlarından kaynaklanan eşsiz özelliklere sahip materyaller üzerine çalışan ya da bu materyalleri geliştiren alt alanlar içerir.

• Arayüz ve kolloid bilimi, nanoteknolojide yararlı olabilecek karbon nanotüpü, diğer fulerinler, çeşitli nanoparçacıklar ve nanorodlar gibi birçok materyal oluşturmuştur. Hızlı iyon taşımalı nanomateryaller ayrıca nanoiyonik ve nanoelektronikle alakalıdır.
• Nano-ölçek materyaller ayrıca yığın uygulamalar için de kullanılabilir. Nanoteknolojinin en güncel ticari uygulamaları bu türdür.
• Bu materyallerin medikal uygulamalarda kullanımında ilerleme kaydedilmiştir.
• Nanopillar gibi nano-ölçek materyalleri bazen geleneksel silikon güneş pillerinin maliyetiyle çatışan güneş pillerinde kullanılır.
• Ekran teknolojisi, aydınlanma, güneş pilleri ve biyolojik görüntüleme gibi ürünlerin gelecek neslinde kullanılacak yarı iletken nanoparçacıkları kapsayan uygulamaların gelişmesi.

Aşağıdan yukarı yaklaşımları[değiştir kaynağı değiştir]

Bunlar daha küçük bileşenleri daha karmaşık birleşimlere dönüştürme yolları ararlar.

• DNA nanoteknolojisi DNA’dan ve diğer nükleik asitlerden iyi tanımlanmış yapılar oluşturmak için Watson-Crick baz (temel) eşleştirmesinin spesifikliğini kullanır.
• Klasik kimyasal sentez (inorganik ve organik sentez) alanından gelen yaklaşımlar ayrıca iyi tanımlanmış şekilleri olan moleküller tasarlamayı amaçlar.
• Daha genel olarak, moleküler öz-birleşim, tek moleküllü bileşenlerin otomatik olarak kendilerini bazı yararlı biçimlere dönüştürmelerine sebep olmak için supramoleküler kimya ve özellikle moleküler tanıma kavramlarını kullanmaya çalışır.
• Atomik kuvvet mikroskobu uçları, daldırma uçlu nano yazıcı denilen süreçte istenilen bir modelde yüzey üzerine bir kimyasal yerleştirmek için yazma kafası nano-ölçeği olarak kullanılabilir.

Yukarıdan aşağı yaklaşımları[değiştir kaynağı değiştir]

Ana madde: Moleküler nanoteknoloji

Moleküler nanoteknoloji (moleküler üretim), moleküler ölçekte çalışan tasarlanmış nanosistemleri (nano-ölçek makinelerini) ifade eder. Moleküler nanoteknoloji, özellikle mekanosentez prensiplerini kullanarak atom istenilen yapı ve aygıtı atom atom üretebilen bir makine olan moleküler çevirici ile ilişkilendirilir. Verimli nanosistemler bağlamında üretimin, karbon nanotüpleri ve nanoparçacıklar gibi nanomateryalleri üretmekte kullanılan geleneksel teknolojilerle alakası yoktur ve açık bir şekilde ayırt edilmelidir.

Nanoteknoloji” terimi Erik Drexler (Norio Taniguchi tarafından daha önce kullanıldığını bilmiyordu.) tarafından bağımsız olarak dile kazandırıldığında ve yaygınlaştırıldığında, moleküler makine sistemlerine dayalı gelecekte olabilecek bir üretim teknolojisi anlamına gelmekteydi. Önerme şöyleydi: Geleneksel makine birleşenlerinin moleküler ölçek biyolojik analojilerinin moleküler makineleri örneklemesi mümkündü. Biyolojide bulunan sayısız örnek sayesinde, gelişmiş ve davranışsal olarak optimize edilmiş biyolojik makineler üretilebildiği bilinmektedir.

Umuluyor ki nanoteknolojideki gelişmeler diğer verileri, belki de biyobenzetim prensiplerini kullanarak olası yapılar oluşturacak. Bununla beraber, Drexler ve diğer araştırmacılar, gelişmiş nanoteknolojinin, belki de ilk başta biyobenzetim veriler tarafından gerçekleştirilmesine rağmen, tamamen makine yapım ilkelerine dayalı olması gerektiğini öne sürmektedir. Yani nanoteknoloji; programlanabilir, konumsal birleşimin atomik spesifikasyonunu sağlayacak bu bileşenlerin (örneğin; dişliler, motorlar ve yapısal üyeler) mekanik fonksiyonelliğine dayalı üretim teknolojisi olmalıdır. Örnek tasarımların fizik ve teknik performansı, Drexler’in Nanosistemler kitabında analiz edilmiştir.

Genel olarak, aygıtları atomik ölçekte birleştirmek çok zordur. Çünkü birisi benzer boyut ve dirençteki diğer atomlar üzerine atomlar yerleştirmek zorundadır. Carlo Montemagno tarafından öne sürülen diğer bir görüşe göre, gelecek nanosistemler silikon teknolojinin ve biyolojik moleküler makinelerin karışımı olacak. Richard Smalley, tek moleküllerin mekanik olarak kontrolündeki zorluklar nedeniyle mekanosentezlerin imkânsız olduğunu ileri sürmüştür.

Biyolojinin açık olarak moleküler makine sistemlerinin mümkün olduğunu göstermesine rağmen, bugün biyolojik olmayan moleküler makineler onların sadece başlangıç aşamasıdır. Biyolojik olmayan moleküler makineler üzerine araştırmaların liderleri Dr. Alex Zettl ve onun Lawrence Berkeley Laboratuvarları ve UC Berkeley’deki arkadaşlarıdır. Hareketi değişen voltajla masaüstünden kontrol edilen en az üç farklı moleküler aygıt geliştirmişlerdir: bir nanotüp nanomotor, bir moleküler uyarıcı ve bir nanoelektromekanik gevşeme osilatörü.

Ho ve Lee tarafından ’da Cornell Üniversitesi’nde konumsal birleşimin mümkün olduğunu gösteren bir deney yapılmıştır. Tek karbon monoksit molekülünü (CO) düz gümüş kristal üzerinde bulunan tek demir atomuna (Fe) doğru hareket ettirmek için bir taramalı tünelleme mikroskobu kullanmışlardır ve voltaj uygulayarak CO’yu Fe’ye kimyasal olarak bağlamışlardır.

Güncel araştırma[değiştir

nest...

59094 59095 59096 59097 59098