Νανο-τεχνολογία. Νανο-Επιστήμη. Προσέγγιση από κάτω προς τα πάνω

Transcript

1 Νανο-τεχνολογία Ο σχεδιασμός, ο χαρακτηρισμός, η παραγωγή και η εφαρμογή των δομών, συσκευών και συστημάτων, ελέγχοντας τη μορφή και το μέγεθος σε κλίμακα νανόμετρου Νανο-Επιστήμη Η μελέτη των φαινομένων και του χειρισμού των υλικών σε ατομικές, μοριακές και μακρομοριακές κλίμακες, όπου οι ιδιότητες διαφέρουν σημαντικά από εκείνα σε μεγαλύτερη κλίμακα Προσέγγιση από κάτω προς τα πάνω Η κατασκευή νανο-σωματιδίων και νανοδομών, ξεκινώντας από κάτω (τα άτομα), και η δόμησή τους άτομο ανά άτομο, μέσω αυθόρμητης συναρμολόγησης

2 Προσέγγιση από πάνω προς τα κάτω Δόμηση νανο-δομών, ξεκινώντας από τις μεγαλύτερες και αφαιρώντας και προσθέτοντας κομμάτια, έως ότου διαμορφωθεί μία μικρή δομή. Κολλοειδές Ένα χημικό μίγμα, στο οποίο μία ουσία διασκορπίζεται ομοιόμορφα μέσα σε μία άλλη. Ωστόσο, τα σωματίδια της διασκορπισμένης ουσίας, μόνο αιωρούνται στο μίγμα, ενώ σε ένα διάλυμα διαλύονται εντελώς. Μικροσκόπηση Ατομικής Δύναμης Μία τεχνική για την απεικόνιση των επιφανειών ενός υλικού μέχρι τη μοριακή κλίμακα. Χρησιμοποιείται πολύ για την απεικόνιση βιομορίων όπως το DNA. [AFM]

3 Φουλλερένια Γιγάντια μόρια που αποτελούνται από καθαρό άνθρακα. Υπάρχουν στη μορφή σφαίρας, σωλήνα ή ελλειψοειδούς. Η μικρότερη σταθερή σφαίρα φουλλερένιου αποτελείται από 60 άτομα άνθρακα Νανο-μέτρο Ένα μέγεθος που σημαίνει ένα δισεκατομμυριοστό (1/1,000,000,000) του μέτρου, ή ένα εκατομμυριοστό του χιλιoστόμετρου. Νανο-υλικό Ένα υλικό με τουλάχιστον μία από τις διαστάσεις του στην κλίμακα του νανόμετρου, που σημαίνει μεταξύ nm. Αν το υλικό έχει μία διάσταση στην κλίμακα του νανόμετρου ονομάζεται νανοστιβάδα ή νανοεπίχρισμα αν έχει δύο διαστάσεις στην κλίμακα του νανόμετρου ονομάζεται νανοπλέγμα (ή νανο-ίνα) αν το υλικό έχει τρεις διαστάσεις στην κλίμακα του νανο-μετρου, ονομάζεται νανοσωματίδιο.

4 Κβαντικό Σημείο Ένα κρύσταλλο νανο-κλίμακας. Είναι γνωστά ως τεχνητά άτομα, και οι ηλεκτρικές και οπτικές ιδιότητές τους μπορούν να συντονιστούν τροποποιώντας απλώς το μέγεθός τους. Είναι μεγαλύτερα από τα άτομα και τα μόρια, και τυπικά αποτελούνται από πολλές εκατοντάδες ατόμων. Ημιαγωγοί Ένα υλικό, του οποίου οι ηλεκτρικές ιδιότητες βρίσκονται μεταξύ εκείνων ενός μετάλλου και ενός μονωτήρα. Αυτές οι ιδιότητες μπορούν να τροποποιηθούν πολύ εύκολα, με μία επεξεργασία που είναι γνωστή ως doping (εισαγωγή προσμείξεων). Οι ημιαγωγοί είναι το θεμέλιο της σύγχρονης εποχής του υπολογιστή και του ραδιοφώνου. Scanning Tunnelling Microscope (STM) Μία συσκευή με την οποία απεικονίζουμε εικόνες μέχρι το επίπεδο του ενιαίου ατόμου. Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε αυτό το μικροσκόπιο, για να μετακινήσουμε άτομα σε μία επιφάνεια και να δομήσουμε επιφάνειες, άτομο ανά άτομο. Η εφεύρεση αυτού του μικροσκόπιου το 1982 έδωσε το έναυσμα στο πεδίο της νανο-τεχνολογίας.

5 Άτομο Η μικρότερη μονάδα οποιουδήποτε χημικού στοιχείου, διαμέτρου περίπου ενός δέκατου του νανόμετρου. Τα άτομα είναι οι δομικές μονάδες της ύλης. Μόριο Ομάδα ατόμων που διατηρούν τη συνοχή τους με χημικούς δεσμούς Ηλεκτρόνια Ένα συστατικό των ατόμων (είναι γνωστά ως υπο-ατομικά σωματίδια). Είναι φορτισμένα, και μπορούν να κινηθούν γύρω από έναν αγωγό ή ημιαγωγό χρησιμοποιώντας ηλεκτρική τάση αυτό είναι που ονομάζουμε ηλεκτρικό ρεύμα.