私たちの周りのすべての問題は、原子と分子で構成されています。特定の材料の挙動を理解するには、 量子 原子の特性を調べます。しかし、研究の到来とともに、分子スケールよりもはるかに小さいスケールが存在することがわかりました。 10億分の1メートルを測定するのはナノスケールです。物質の原子は約0.1nmを測定します。原子は物質の構成要素であるため、ナノスケールでは、これらの原子を一緒に配置して新しい材料を形成することができます。このナノスケールの元素の特性を含む研究と発明に関するすべての研究は、ナノテクノロジーと呼ばれています。
ナノテクノロジーとは何ですか？
ナノという用語は、10億分の1メートルのスケールを指します。これは光の波長よりも小さいです。ナノテクノロジーとは、ナノスケールレベルでの物質の操作に関連するすべての研究を指します。ナノスケールでの物質の量子特性は、原子スケールのものとは異なることがわかった。したがって、ナノテクノロジーに関連する研究は非常に幅広く、有機化学、分子生物学、表面科学、エネルギー貯蔵、分子工学などの多くの科学分野が含まれます。 半導体 物理学、および微細加工。
基本
物質のナノスケールの研究は、原子が一緒に配置される基本的な段階であるため、魅力的です。したがって、この規模で物質を操作することにより、多くの異なる種類の材料を形成することができます。ナノスケールの範囲は1〜100nmです。それはマイクロスケールよりも小さく、原子スケールよりも大きいです。この技術に関する研究には物質のさまざまな特性が関係しているため、複数の科学の強力なバックグラウンドを持つことが重要です。
ナノテクノロジー
ナノスケールレベルでは、材料の量子力学の規則はその原子レベルとは大きく異なります。たとえば、分子形態で絶縁体として動作する材料は、 半導体 ナノスケールに分解するとき。このレベルでは、表面積の増加により、物質の融点も変化する可能性があります。今日のナノテクノロジーに関するすべての研究は、ナノスケールでのこれらの特性の研究と、それらを新しいアプリケーションに使用する方法を知ることを含みます。
今日のナノテクノロジーとは、今日利用可能なツールとテクノロジーを使用してボトムアップでアイテムを構築し、高性能の製品を形成する科学も指します。
ナノテクノロジーの種類
ナノテクノロジーはナノスケールで物質の研究を扱っているので、このスケールの科学はナノテクノロジーの下にあります。高性能を形成するための物質の操作を扱う科学 トランジスタ そして マイクロプロセッサ ナノエンジニアリングとして知られています。ナノテクノロジーが医薬品の製造に使用される場合、それはナノメディシンと呼ばれます。ナノテクノロジーは、ナノエレクトロニクスとして知られる電子デバイスの製造に非常に使用されています。
ナノテクノロジーには、ボトムアップアプローチとトップダウアプローチの2種類のアプローチがあります。ボトムアップアプローチでは、材料は小さなコンポーネントから大きなコンポーネントに向かって移動することで形成されます。トップダウンアプローチでは、ナノ材料はより大きな実体から形成されます。
何年にもわたって、ナノテクノロジーは、ナノメカニクス、ナノフォトニクス、およびナノイオニクスとしても開発され、ナノテクノロジーの基本的な科学的基盤を提供しています。
ナノテクノロジーの使用
ナノスケールの材料は、バルクアプリケーションに使用されます。ナノフィラーが形成され、太陽電池で使用されて製造コストを削減します。ナノテクノロジーは生物医学分野に多大な貢献をしてきました。組織工学、ドラッグデリバリー、バイオセンサーなどのアプリケーションが進化しています。
ナノテクノロジーは、人工DNAの構造化や他の核酸の研究に役立ちました。材料の合成において、この技術は形の良い分子の設計に役立ちました。ナノリソグラフィー、原子層堆積などの新しい製造技術が開発されました。
長所と短所
この分野の発展は、さまざまな新しい科学の進化に役立ってきました。ナノテクノロジーを使用して、材料の特性を必要に応じて操作することができます。材料は、より耐久性があり、安定し、より強く、より軽く、より反応性が高く、より優れた導電体などにすることができます。
ナノテクノロジーに関連する不利な点は、新しい技術の開発で通常発生するものと同様です。環境条件に対するナノテクノロジーの影響が最も懸念されています。この技術が世界経済に与える影響も懸念されます。
この分野の将来の研究には、ナノロボティクスの開発とその医薬品への応用が含まれます。新しいナノ製造装置は、将来の商用アプリケーションのために提案されています。新しいナノ材料やナノシステムの開発に役立つナノマシンが提案されています。容易に可逆的で外部から制御できる物質が開発されています。バイオテクノロジーやフェムトテクノロジーなどの新しい用語は、このテクノロジーで造られました。ナノマテリアルの製造に使用される2つのアプローチは何ですか？
