Nanoteknoloji Fiziğin Hangi Alt Dalı
kaynağı değiştir]
Bu yaklaşımlar, birleşimlerini oluşturmak için daha büyük aygıtları kullanarak daha küçük aygıtlar meydana getirmeye çalışır.
- Mikroişlemci üretimi için geleneksel katı hal silikon yöntemlerinden türeyen birçok teknoloji, şimdi &#;nm’den küçük özellikler yaratma kapasitesine sahiptir, ki bu da nanoteknoloji tanımı altında incelenebilir. Piyasadaki dev manyetodirenç temelli hard diskler, atomik tabaka çökeltme teknikleri gibi bu tanıma uyar. Peter Grünberg ve Albert Fert ’de spintronik alanına katkılarından ve dev manyetodirenci keşfetmelerinden dolayı fizik alanında Nobel Ödülü almışlardır.
- Katı hal teknikleri, mikro elektro-mekanik sistemler (MEMS) ile alakalı nanoelektromekanik sistemler ya da NEMS olarak bilinen aygıtlar yapmak için de kullanılabilir.
- Odaklanmış iyon demetleri, materyali direkt olarak ortadan kaldırabilir ya da uygun öncül gazlar aynı zamanda uygulandığında madde çökeltebilir. Örneğin; iletim elektron mikroskobunda analiz için maddenin alt &#;nm bölümünü oluşturmak için düzenli olarak bu teknik kullanılır.
- Atomik kuvvet mikroskobu uçları, bir direnç oluşturmak için nano-ölçek “yazma başlığı” olarak kullanılabilir. Daha sonra bunu, yukarıdan aşağı yönteminde maddeyi ortadan kaldırmak için bir aşındırma aşaması takip edilir.
Fonksiyonel yaklaşımlar[değiştir kaynağı değiştir]
Modern sentetik kimya, küçük moleküllerin hemen her yapıya hazırlanmasının mümkün olduğu bir noktaya ulaşmıştır. Bu yöntemler, tıbbi ürünler veya ticari polimerler gibi birçok yararlı kimyasalı üretmede kullanılır. Bu kapasite, bu tür kontrolü bir sonraki daha geniş seviyeye genişletme, bu tek molekülleri iyi tanımlanmış bir biçimde düzenlenen birçok molekülden oluşan supramoleküler birleşime dönüştürme yolları arama, sorusunu gündeme getirir.
Bu yaklaşımlar, aşağıdan yukarı yaklaşımıyla kendilerini otomatik olarak yararlı biçimlere dönüştürmek için moleküler öz toplanma ve/veya supramoleküler kimyayı kullanır. Moleküler tanıma kavramı özellikler önemlidir: moleküller kovalent olmayan moleküller arası güçler nedeniyle belirli bir konfigürasyon veya düzenleme tercih edilsin diye moleküller tasarlanabilir. Watson-Crick temel eşleşmesi kuralları, tek bir tabakaya hedef alınan bir enzimin belirliliği ya da proteinin kendisinin belirli bir katlanmasının da olduğu gibi, bunun da direkt sonucudur. Bu şekilde, iki ya da daha fazla bileşen, daha karmaşık ve kullanışlı bir bütün yapsınlar diye birbirlerini tamamlayıcı ve karşılıklı çekici olmaları için tasarlanabilir.
Böyle yukarıdan aşağı yaklaşımlar, paralel olarak aygıtlar üretebilme kapasitesine sahip olmalıdır ve yukarıdan aşağı yöntemlerden daha ucuz olmalıdır, ama istenilen birleşimin boyutu ve karmaşıklığı arttıkça potansiyel olarak mahvolabilir. Birçok yararlı yapılar karmaşık ve termodinamik olarak mümkün olmayan atom düzenlemeleri gerektirir. Bununla beraber, biyolojide moleküler tanıma temelli öz birleşmenin birçok örneği vardır, en önemlileri Watson-Crick baz eşleşmesi ve enzim-tabaka etkileşimleridir. Nanoteknoloji için sorun, bu prensiplerin doğal olanlara ek olarak yeni yapılar yapmak için de kullanılabilip kullanılamamasıdır.
Moleküler nanoteknoloji: uzun vadeli görüş[değiştir 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 Nanoteknoloji
Bu İngilizce sayfanın Türkçeye çevrilmesi gerekmektedir.
Bu sayfa Türkçe dışındaki bir dilde yazılmıştır. Madde, alakalı dilin okuyucuları için oluşturulmuşsa o dildeki Vikipedi'ye aktarılmalıdır. Vikipedi listesine bakınız.
Nanomalzeme boyutlarının karşılaştırılmasıNanoteknoloji, maddenin atomik, moleküler ayrıca supramoleküler seviyede kontrolüdür.
Nanoteknolojinin ayrıca bugün moleküler nanoteknoloji olarak bahsedilen en eski ve yaygın tanımı, tam olarak makroölçek ürünlerinin imalatı için atomların ve moleküllerin kontrolünün belirli bir amacını ifade etmektedir. Nanoteknolojinin daha genel tanımı sonradan National Nanotechnology Initiative tarafından yapılmıştır. National Nanotechnology Initiative, nanoteknolijiyi en az bir boyutunun büyüklüğü 1’den nanometreye kadar olan maddenin kontrolü olarak tanımlar. Bu tanım şu gerçeği gösteriyor ki; kuantum mekaniği etkileri bu kuantum-alan ölçeğinde önemlidir. Bu yüzden tanım belirli bir teknolojik amaçtan çok, verilen büyüklük sınırının altında oluşan maddenin özel niteliklerini ele alan tüm teknoloji ve araştırma türlerini kapsayan bir araştırma kategorisine dönüştü. Bu yüzden “nanoteknolojileri”nin ve “nanoölçek teknolojileri”nin çoğul formunun ‘ortak özelliği büyüklük olan geniş bir dizi araştırma ve uygulamaları ifade ettiğine sıkça rastlanır. Potansiyel uygulamaların (endüstriyel ve askeri dahil) çeşitliliği yüzünden devletler nanoteknoloji araştırmaları için milyarlarca dolar yatırım yaptı. National Nanotechnology Initiative dolayısıyla ABD milyar dolar yatırım yaptı. Avrupa Birliği 1,2 milyar dolar ve Japonya milyon dolar yatırım yaptı.
Nanoteknoloji büyüklükle tanımlandığı için yer bilimi, organik kimya, moleküler biyoloji, yarı iletken fiziği, mikrofabrikasyon gibi bilim alanlarını içerir ve doğal olarak çok geniştir. İlgili araştırma ve uygulamalar da aynı şekilde çeşitlidirler. Atomik olmayan aygıt fiziğinin uzantılarından temelleri moleküler kendinden montaj olan tamamen yeni yaklaşımlara, nano ölçekteki boyutlarıyla yeni materyaller geliştirmekten atomik ölçekteki maddenin direkt kontrolüne kadar çeşitlilik gösterirler.
Bugünlerde bilim adamları nanoteknolojinin olası sonuçları üzerinde tartışıyorlar. Nanoteknoloji ilaç, elektronik, biyomalzeme ve enerji üretiminde olduğu gibi geniş uygulama yelpazesiyle birçok araç ve madde yaratabilir. Diğer yandan, nanoteknoloji her yeni teknolojinin yarattığı sorunların çoğunu yaratabilir; bunlara zehirlilik, nanomaddelerin çevresel etkisi ve bunların küresel ekonomiye olası etkisi ve çeşitli kıyamet günü senaryoları şüpheleri gibi kaygılar örnek verilebilir. Bu kaygılar savunma grupları ve hükûmet arasında nanoteknoloji için özel bir düzenlemenin garanti olup olmadığı konusunda tartışmaya neden oldu.
Tarihi[değiştir
nest...
Nanoteknoloji
Bu İngilizce sayfanın Türkçeye çevrilmesi gerekmektedir. |
Nanoteknoloji, maddenin atomik, moleküler ayrıca supramoleküler seviyede kontrolüdür.
Nanoteknolojinin ayrıca bugün moleküler nanoteknoloji olarak bahsedilen en eski ve yaygın tanımı, tam olarak makroölçek ürünlerinin imalatı için atomların ve moleküllerin kontrolünün belirli bir amacını ifade etmektedir. Nanoteknolojinin daha genel tanımı sonradan National Nanotechnology Initiative tarafından yapılmıştır. National Nanotechnology Initiative, nanoteknolijiyi en az bir boyutunun büyüklüğü 1’den nanometreye kadar olan maddenin kontrolü olarak tanımlar. Bu tanım şu gerçeği gösteriyor ki; kuantum mekaniği etkileri bu kuantum-alan ölçeğinde önemlidir. Bu yüzden tanım belirli bir teknolojik amaçtan çok, verilen büyüklük sınırının altında oluşan maddenin özel niteliklerini ele alan tüm teknoloji ve araştırma türlerini kapsayan bir araştırma kategorisine dönüştü. Bu yüzden “nanoteknolojileri”nin ve “nanoölçek teknolojileri”nin çoğul formunun ‘ortak özelliği büyüklük olan geniş bir dizi araştırma ve uygulamaları ifade ettiğine sıkça rastlanır. Potansiyel uygulamaların (endüstriyel ve askeri dahil) çeşitliliği yüzünden devletler nanoteknoloji araştırmaları için milyarlarca dolar yatırım yaptı. National Nanotechnology Initiative dolayısıyla ABD milyar dolar yatırım yaptı. Avrupa Birliği 1,2 milyar dolar ve Japonya milyon dolar yatırım yaptı.
Nanoteknoloji büyüklükle tanımlandığı için yer bilimi, organik kimya, moleküler biyoloji, yarı iletken fiziği, mikrofabrikasyon gibi bilim alanlarını içerir ve doğal olarak çok geniştir. İlgili araştırma ve uygulamalar da aynı şekilde çeşitlidirler. Atomik olmayan aygıt fiziğinin uzantılarından temelleri moleküler kendinden montaj olan tamamen yeni yaklaşımlara, nano ölçekteki boyutlarıyla yeni materyaller geliştirmekten atomik ölçekteki maddenin direkt kontrolüne kadar çeşitlilik gösterirler.
Bugünlerde bilim adamları nanoteknolojinin olası sonuçları üzerinde tartışıyorlar. Nanoteknoloji ilaç, elektronik, biyomalzeme ve enerji üretiminde olduğu gibi geniş uygulama yelpazesiyle birçok araç ve madde yaratabilir. Diğer yandan, nanoteknoloji her yeni teknolojinin yarattığı sorunların çoğunu yaratabilir; bunlara zehirlilik, nanomaddelerin çevresel etkisi ve bunların küresel ekonomiye olası etkisi ve çeşitli kıyamet günü senaryoları şüpheleri gibi kaygılar örnek verilebilir. Bu kaygılar savunma grupları ve hükûmet arasında nanoteknoloji için özel bir düzenlemenin garanti olup olmadığı konusunda tartışmaya neden oldu.