Nanobehandling


nano

Nanoteknologi (undertiden kaldet ” Nanotech ” , forkortet) er manipulation af stof på det atomare , molekylære og supramolekylære niveau . De tidligste udbredte beskrivelse af nanoteknologi [1 ] [2 ] Baseret nu kaldet molekylær nanoteknologi den særlige teknologiske målet præcist håndtering atomer og molekyler til produktion af makro produkter. En generaliseret beskrivelse af nanoteknologi blev efterfølgende målt ved National Nanotechnology Initiative , nanoteknologi som manipulation af sagen med mindst én dimension som fastsat defineret fra 1 til 100 nanometer. Denne definition afspejler det faktum, at kvantemekaniske effekter er vigtige, omfanget af dette kvantefelt , og så den definition udskudt med en specifik teknologisk mål for et forsknings- kategori omfatter alle typer af forskning og teknologi , med de særlige egenskaber af stof , der forekommer beskæftige sig under de givne størrelse tærskel. Det er derfor almindeligt at flertalsformen af ” nanoteknologi ” og ” nanoteknologi ” for at se den brede vifte af forskning og applikationer, hvis fælles træk er relateret til størrelse. På grund af det store antal af mulige anvendelser (herunder industrielle og militære ) regeringer har investeret milliarder af dollars i forskning i nanoteknologi . Gennem National Nanotechnology Initiative , har USA investeret 3700 millioner dollar . Den Europæiske Union har investeret 1,2 milliarder og Japan 750 millioner dollars dollars. [3]

Nanoteknologi er defineret som størrelsen er selvfølgelig meget bredt , herunder områder inden for videnskab så forskellige som overflade videnskab, organisk kemi , molekylærbiologi , halvleder fysik , microfabrication osv. [ 4] Den tilhørende forskning og applikationer er lige så forskellige, lige fra udvidelser af konventionelle enhed fysik til helt nye tilgange trækker på basis af molekylær selvsamling , fra at udvikle nye materialer med dimensioner i nanometer området , kontrol af sagen på en atomar skala .

Forskere drøfter i øjeblikket de fremtidige konsekvenser af nanoteknologi . Nanoteknologi kan være i stand , mange nye materialer og udstyr med en bred vifte af applikationer, såsom i medicin – elektronik , for at skabe biomaterialer og energiproduktion. På den anden side , nanoteknologi indeholder mange af de samme spørgsmål som enhver ny teknologi , herunder bekymringer om giftighed og miljømæssige konsekvenser af nanomaterialer , [5], og deres mulige virkninger på den globale økonomi, samt spekulationer om forskellige dommedags- scenarier. Disse bekymringer har ført berettiget til en debat blandt de berørte parter og regeringer, uanset om særlig regulering af nanoteknologi er.
Origins [Edit]
Uddybende artikel : Historien om nanoteknologi
Begreberne nanoteknologi blev podet for første gang i 1959 af den berømte fysiker diskuteret Richard Feynman i sit foredrag Der er masser af plads på bunden , hvor han beskrev muligheden for syntese via direkte manipulation af atomer. Betegnelsen “nanoteknologi ” blev første gang brugt af Norio Taniguchi i 1974, selv om det ikke er almindeligt kendt .

Inspireret af Feynman koncepter , K. Eric Drexler selvstændigt anvender begrebet ” nanoteknologi” i hans 1986 bog Engines of Creation : Den kommende æra af nanoteknologi , ideen om en nanoskala ” assembler “, som vil være i stand til at foretage en bygge en kopi af sig selv ville blive foreslået , og andre genstande af vilkårlig kompleksitet med atomar kontrol. Også i 1986 Drexler medstifter af Foresight Institute ( med hvem han ikke længere tilknyttet ) for at øge offentlighedens bevidsthed om og forståelse af begreberne nanoteknologi og konsekvenser.

Således fremkomsten af ​​nanoteknologi som et felt i 1980’erne af sammensmeltningen af ​​teoretiske og public relations Drexler udviklet og populariseret en begrebsramme om udsigterne Atomsteuerzog opstod af omsorg for nanoteknologi og høj synlighed eksperimentelle fremskridt , den ekstra store opmærksomhed .

For eksempel opfindelsen af ​​Rastertunnelmikroskopsim 1981 billede hidtil uset visualisering af de enkelte atomer og obligationer, og er med succes blevet anvendt til at manipulere de enkelte atomer i 1989. Udvikler af mikroskopet Gerd Binnig og Heinrich Rohrer hos IBM Zurich Research Laboratory modtog Nobelprisen i fysik i 1986. [6 ] [7] Binnig , kelige og Gerber opfandt analoge atomic force mikroskop, der år.

 

Buckminsterfullerene C60 , også kendt som buckyball et repræsentativt medlem af fullerener er kendt som kulstof strukturer. Medlemmer af fulleren familien er en vigtig genstand for forskning, der falder ind under nanoteknologi paraply.
. Fullerener blev opdaget i 1985 af Harry Kroto , Richard Smalley og Robert Curl , der sammen vandt i 1996 Nobelprisen i kemi [8 ] [9] C60 var ikke oprindeligt beskrevet som nanoteknologi ; Udtrykket blev brugt i forhold til det foreslåede senere arbejde med rør forbundet graf (kaldet kulstofnanorør og undertiden Bucky rør ) , de potentielle anvendelsesmuligheder for nanoskala elektronik og apparater.

I begyndelsen af ​​2000’erne , fik feltet øgede videnskabelige, politiske og kommercielle opmærksomhed , hvilket førte til både kontroverser og fremskridt. Kontrovers opstod over definition og potentielle konsekvenser af nanoteknologi , illustreret i rapporten fra Royal Society om nanoteknologi . [10] var udfordringer i forhold til muligheden for anvendelser af fortalerne for molekylær nanoteknologi , som rejses leveret i en offentlig debat mellem Drexler og Smalley i 2001 og toppede i 2003. [11]

I mellemtiden, markedsføring af produkter startede på fremskridt i teknologier, der er på nanoskala. Disse produkter er begrænset i store applikationer for nanomaterialer og ikke påvirker kontrollen af ​​nukleart materiale. Nogle eksempler kan nævnes Silver Nano platform til at bruge sølv nanopartikler som et antibakterielt middel , nanopartikel -baserede gennemsigtige solcremer , og kulstof nanorør for smudsafvisende tekstiler. [12 ] [13]

Regeringerne flyttet til fremme og finansiere forskning i nanoteknologi , der starter i USA med National Nanotechnology Initiative, som formaliseret en størrelse baseret definition af nanoteknologi og etablerede midler til forskning på nanoskala.

Indtil midten af ​​2000’erne nye og seriøse videnskabelige opmærksomhed begyndte at blomstre. Projekter opstået for at producere nanoteknologi køreplaner [14 ] [15] for at centrere på atomically præcis manipulation af stof og diskutere eksisterende og forventede kapaciteter, mål og programmer.

Grundlæggende begreber [Edit]
Nanoteknologi er teknikken funktionssystemet på molekylært niveau . Dette omfatter både nuværende arbejde og begreber, der er mere avancerede. I sin oprindelige betydning , nanoteknologi refererer til den forventede evne til at konstruere emner op fra bunden , der er udviklet med hjælp af teknikker og værktøjer til at gøre fuldstændig , højtydende produkter.

En nanometer (nm) er en milliarddel eller 10-9 , af en meter. Til sammenligning er typiske carbon- carbon-bindinger , eller afstanden mellem atomerne i et molekyle er i området fra 0,12 til 0,15 nm, og en DNA dobbelt helix har en diameter på omkring 2 nm. På den anden side , den mindste celle livsformer , der er af bakterier af slægten Mycoplasma omkring 200 nm i længden. Pr. konvention er nanoteknologi tages som skalaen mellem 1 og 100 nm i henhold til den , der anvendes af National Nanotechnology Initiative i USA definition. Den nedre grænse er bestemt af størrelsen af ​​atomer ( brint har de mindste atomer , hvilket er omkring en fjerdedel af en nm diameter) til at bygge, da nanoteknologi skal dens enheder af atomer og molekyler. Den øvre grænse er mere eller mindre vilkårlig , men er omkring den størrelse, fænomener, der ikke observeres i større strukturer begynder at blive synlige og kan gøres brug i nano -enheden fra . [16] Disse nye fænomener gør nanoteknologi adskiller sig fra enheder, der blot miniature versioner af en tilsvarende makroskopisk enhed ; sådanne anordninger er på en større skala og komme under beskrivelsen af ​​mikroteknologi . [17]

For at sætte denne skala i en anden sammenhæng , sammenlignelig størrelse med en nanometer til en meter , er den samme som for en marmor til Jordens størrelse [18] eller en anden måde at udtrykke det . En nanometer er den mængde en gennemsnitlig mand skæg vokser i den tid, det skraberen at hæve hans ansigt. [18]

To vigtige tilgange bruges i nanoteknologi. I ” bottom- up”-tilgang , materialer og udstyr er af molekylære komponenter, der er bygget kemisk ved principperne for molekylær genkendelse sammen . I ” top-down “-tilgang , er nano- objekter fra større enheder bygget uden atomart niveau kontrol . [19]

Områder af fysikken som nanoelektronik, nanomekanik , nanofotonik og nanoionics har udviklet sig i de seneste årtier for at give et grundlæggende videnskabeligt grundlag af nanoteknologi.

Større, mindre : a materialer perspektiv [Edit]
Bildrekonstruktionsauf et rent guld ( 100) overflade , som visualiseret ved hjælp af scanning tunneling mikroskopi. Positionerne for de enkelte atomer i overfladen er synlige.
Uddybende artikel: Nanomaterialer
Adskillige fænomener blive udtalt som fra størrelsen af ​​anlægget. Disse omfatter statistiske mekaniske påvirkninger , samt kvantemekaniske effekter , for eksempel ” kvante størrelse effekt “, hvor de elektroniske egenskaber af faste stoffer er ændret med store reduktioner i partikelstørrelse. Denne effekt har , ved ikke at komme i spil fra makro til mikro dimensioner. Men den kvantemekaniske effekter er væsentlig, når nanometer området er opnået, typisk . Hvert 100 nanometer eller mindre , det såkaldte quantum område Hertil kommer, når der sammenlignes med makroskopiske systemer ændre en række fysiske ( mekaniske, elektriske , optiske , etc.) egenskaber. Et eksempel er en forøgelse af overfladen i forhold til mekanisk ændring volumen, termiske og katalytiske egenskaber af materialer . Diffusion og reaktioner på nanometer skala , nanostrukturer materialer og nanodevices med hurtig ion transport henvises generelt nanoionics . Mekaniske egenskaber for nanosystemer er af interesse i nanoforskning . Den katalytiske aktivitet af nanomaterialer åbner også potentielle risici i deres interaktion med biomaterialer.

Materialer i nanoskala reducerede forskellige egenskaber i forhold til hvad de udviser en Makroskalaplacering , så unikke applikationer at vise. For eksempel kan gennemsigtige uigennemsigtige stoffer være ( kobber) ; stabile materialer kan blive brændbart (aluminium) ; uopløselige materialer , opløselige ( guld) til at blive . Et materiale, såsom guld, som er kemisk inaktivt ved normale vægte , kan tjene som en potent kemisk katalysator på nano skalaer. En stor del af fascinationen med nanoteknologi stammer fra disse kvante og overflade fænomener, der udstiller på nanoskala rolle. [20]

Simple til komplekse : en molekylær perspektiv [Edit]
Uddybende artikel: Molekylær Self- Assembly
Moderne syntesekemi har nået forberede det punkt, hvor det er muligt at små molekyler, næsten enhver struktur. Disse metoder bruges i dag til fremstilling af en række nyttige kemikalier såsom lægemidler eller kommercielle polymerer. Denne evne rejser spørgsmålet , at denne form for kontrol til det næste større niveau , Søger metoder til at samle arrangeret i supramolekylære aggregater af mange molekyler i en veldefineret måde , disse enkelte molekyler .

Disse tilgange udnytter begreberne molekylær selv-samling og / eller supramolekylær kemi til automatisk at arrangere dem i et nyttigt kropsbygning gennem en bottom -up-tilgang . Begrebet Molekülerkennungist særligt vigtige molekyler udformet således, at en specifik konfiguration og arrangement vil blive begunstiget af ikke-kovalente intermolekylære kræfter . Watson- Crick baseparring regler er en direkte konsekvens af dette, såvel som specificiteten af et enzym er på linie med et enkelt substrat eller den særlige foldning af proteinet selv . Således kan to eller flere komponenter være designet til at supplere hinanden og være attraktiv , så at det er en kompliceret og nyttig helhed.

Sådanne bottom-up tilgange bør være parallelle kompatible enheder og meget billigere end top-down metoder, men måske størrelsen og kompleksiteten af de ønskede montage stigninger er overvældet. Mest nyttige strukturer kræver komplekse og termodynamisk usandsynlige arrangementer af atomer. Alligevel er der mange eksempler på selvorganisering på grundlag af molekylær genkendelse i biologi, især Watson- Crick baseparringsinteraktioner og enzym-substrat interaktioner. Udfordringen for nanoteknologi er, om disse principper kan skabe nye konstruktioner i tillæg til naturlig konstruktion.

Molekylær nanoteknologi : et langsigtet perspektiv [Edit]
Uddybende artikel: Molekylær Nanoteknologi
Molekylær nanoteknologi , også kaldet molekylær fremstilling, beskriver udviklet nanosystemer ( nanoskala maskiner) , den . På molekylært skala Molekylær nanoteknologi er især forbundet med den molekylære forsamling, en maskine, atom -for- atom til at producere en ønsket struktur eller enhed udnytte principperne i mechanosynthesis . Produktion i forbindelse med produktive nanosystemer er ikke relateret til , og rydde ud , skal du bruge de konventionelle teknologier til at skabe nanomaterialer såsom kulstof nanorør og nanopartikler er differentieret.

Når udtrykket ” nanoteknologi” blev opfundet af Eric Drexler og uafhængige ( som dengang var uvidende om en tidligere anvendelse af Norio Taniguchi ) populariseret det henvist til en fremtidig produktion teknologi baseret på molekylære maskinsystemer . Udgangspunktet var, at molekylær skala biologiske analogier traditionelle maskinkomponenter viste molekylære maskiner var mulig : de utallige eksempler, der findes i biologi , er det kendt , at sofistikerede , stokastisk optimerede biologiske maskiner kan blive produceret.

Det er håbet , at udviklingen inden for nanoteknologi vil være muligt på andre måder at gøre deres design , måske med biomimetiske principper. Men Drexler og andre forskere [21] har foreslået, at avancerede nanoteknologi , selv om de måske i første omgang gennemført ved biomimetiske midler , kunne i sidste ende tekniske principper er baseret på, nemlig en fremstillings teknologi baseret på den mekaniske funktionaliteten af disse komponenter (såsom tandhjul , lejer , motorer og komponenter ) ville gøre det programmerbare position samling Atom specifikation. [22] fysik og teknik ydeevne eksemplariske design blev analyseret i Drexler bog Nanosystems .

Generelt er det meget svært at samle enheder på atomar skala , som det har at placere atomer på andre atomer af sammenlignelig størrelse og klæbrighed . Et andet synspunkt fremsat af Carlo Montemagno , [23] sat , at fremtidige nanosystemer vil være hybrider af silicium-teknologi og biologiske molekylære maskiner . Richard Smalley mechanosynthesis hævder, at det er umuligt på grund af vanskelighederne af den mekaniske manipulation af enkelte molekyler .

Dette førte til en brevveksling i ACS publikation Chemical & Engineering News i 2003. [24] Selvom biologi viser tydeligt, at molekylære maskine-systemer er mulige, i dag ikke-biologiske molekylære maskiner er kun i sin vorden. Medarbejdere i forskning på ikke-biologiske molekylære maskiner er Dr. Alex Zettl og hans kolleger på Lawrence Berkeley Laboratories og UC Berkeley. Du har mindst tre forskellige enheder , hvis molekylær bevægelse er sat op styres fra skrivebordet med skiftende spænding : . Et nanorør nano motor, en molekylær aktuator, [25] og en nanoelektromekanisk kiposcillator [ 26] Se nanorør Nano Engine til flere eksempler.

Et eksperiment, der viser, at den molekylære arrangement position er mulig, udføres af Ho og Lee ved Cornell University i 1999. De brugte en scanning tunnel mikroskop , et individuelt molekyle af kulilte (CO) til et enkelt bevægelige jern atom (Fe) sidde på en flad sølv krystal og kemisk bundet ved at anvende en spænding til Co- Fe.

Aktuel forskning [Edit]
Grafisk repræsentation af en rotaxane , der som en molekylær kontakt.
Dette DNA tetraeder [27] er en kunstigt konstrueret nanostruktur af den type inden for DNA- nanoteknologi. Hver kant af tetraeder er en 20 basepar DNA dobbelt helix , og hvert hjørne er en tre -armet krydset.
Dette udstyr overførsler energi fra nano -tynde lag af kvantebrønde til nanokrystaller over dem , således at den nanocrystal udsender synligt lys . [28]
Nanomaterialer [Edit]
Den nanomaterialer område omfatter at udvikle sub- felter eller undervisningsmaterialer med unikke egenskaber fra deres nanoskala dimensioner. [29]

Interface og kolloidkemi har givet anledning til mange materialer, der kan være nyttige i nanoteknologi , såsom kulstof nanorør og fullerener , og forskellige nanopartikler og nanorods . Nanomaterialer med hurtig ion transport er også nanoionics sammen og nanoelektronik.
Nanoskala materialer kan også bruges til bulk- applikationer ; fleste nuværende kommercielle anvendelser af nanoteknologi er denne smag.
Der er gjort fremskridt i anvendelsen af ​​disse materialer i medicinske anvendelser ; At se nanomedicin .
Nanoskala materialer såsom nano- søjler er undertiden i solceller , der bruges prisen for traditionelle silicium solceller bekæmpes .
Udvikling af applikationer med indbyggede halvleder nanopartikler i den næste generation af produkter, såsom display-teknologi , belysning, solceller og biologisk billeddannelse kan anvendes ; Se quantum dots .
Bottom – up tilgange [Edit]
Disse søger at arrangere mindre komponenter i mere komplekse forsamlinger .

DNA nanoteknologi anvender specificitet Watson- Crick baseparring til definerede strukturer ud af DNA og andre nukleinsyrer at konstruere.
Henvendelser fra området ” klassisk ” kemisk syntese ( uorganisk og organisk syntese) også i udformningen af molekyler med defineret form (f.eks bis- peptider [30] ) AIM.
I almindelighed molekylær selvsamling søger begreberne supramolekylær kemi og molekylær genkendelse især brug for at forårsage enkelt-molekyle -komponenter til automatisk at arrangere i nogle nyttige kropsbygning .
Atomic force mikroskop tip Kan et kemikalie, som er deponeret i et ønsket mønster i en proces kaldet dip – pen nanolithography kan bruges på en overflade som en nanoskala ” skrivehoved ” til . Denne teknik passer ind i den større underfelt af nanolithography .
Top-down- tilgange [Edit]
Dette forsøg på at skabe mindre enheder ved hjælp af større dem at styre deres samling .

Mange teknologier, der øger produktionen af ​​mikroprocessorer fra de konventionelle solid-state silicium processer er nu i stand til at skabe funktioner mindre end 100 nm . Inden for definitionen af ​​nanoteknologi Gigantisk magnetisk -baserede harddiske allerede er på markedet denne beskrivelse [31], samt atomare lag deposition ( ALD) teknikker. Peter Grünberg og Albert Fert Nobelprisen i fysik i 2007 for sin opdagelse af Riesenmagnetowiderstandsund bidrag til området for spintronik . [32]
Solid-state teknikker kan også bruges enheder bruges som nano – elektromekaniske systemer eller NEMS , mikro- elektromekaniske systemer eller MEMS kendt.
Fokuseret ionstråler direkte kan fjerne materiale , eller endda bag materiale, når passende prækursor gasser anvendes på samme tid . For eksempel er denne metode , som rutinemæssigt anvendes til at skabe sub -100 nm for de materielle portioner i transmissionselektronmikroskopi analyse.
Atomic force mikroskop tip Kan bruges som en nanoskala ” skrivehoved ” at deponere en modstand, som efterfølges af en radering proces at fjerne materiale i en top -down proces.
Funktionelle tilgange [Edit]
Disse søger at udvikle en ønsket funktionalitet uden hensyn til , hvordan de kan samles komponenter.

Molekylær elektronik skala undersøgt for at udvikle molekyler med brugbare elektroniske egenskaber . Dette kunne så bruges som en enkelt-molekyle komponenter i en nanoelektroniske enhed. [33] For eksempel se rotaxane .
Kemiske syntesemetoder kan også bruges til at oprette syntetiske molekylære motorer , såsom i en såkaldt nanocar .
Biomimetiske tilgange [Edit]
Biomimetik eller biomimetik forsøger at anvende biologiske metoder og systemer i naturen til studiet og design af tekniske systemer og moderne teknologi. Biomineralization er et eksempel på de undersøgte systemer .
Bionanoteknologi er brugen af ​​biomolekyler til anvendelse i nanoteknologi , herunder anvendelse af virus og lipide aggregater . [34] [35] nano- cellulose er en mulig teknisk anvendelse i stor målestok .
Spekulative [Edit]
Disse Underfelterne søger at forudse, hvad opfindelser nanoteknologi vil kunne give , eller forsøge en dagsorden langs hvilken undersøgelse antyder fremskridt. Disse tager ofte et Großbildansichtder nanoteknologi , med større vægt på de samfundsmæssige konsekvenser end detaljerne i, hvordan sådanne opfindelser faktisk skabt .

Molekylær nanoteknologi er en foreslåede fremgangsmåde , kontrolleret manipulation af enkelte molekyler i fint , deterministisk måde indebærer . Dette er mere teoretisk end de øvrige delfelter og de nuværende kapaciteter er mange af hans foreslåede teknikker.
Nano robotteknologi centreret om selvforsynende maskiner nogle funktioner, der på nanoskala. Der er håb for anvendelsen af ​​nanorobots i medicin , [36] [37] [38] , men det kan ikke være let at gøre sådan noget på grund af flere ulemper ved sådanne enheder. [39] Ikke desto mindre er fremskridtene på innovative materialer og metoder, demonstreret med nogle patenter om nye Nanogerätefür fremtidige kommercielle applikationer, som også hjælper i den gradvise udvikling mod nanorobots med brug af indlejrede nanobioelectronics begreber. [40] [41]
Produktive nanosystemer er ” systemer af nanosystemer “, de komplekse nanosystemer der producerer atomically præcise dele til andre nanosystemer , ikke nødvendigvis bruger roman nanoskala – vil være emergente egenskaber , men velforståede grundlæggende elementer i fremstillingsindustrien. På grund af den diskrete (dvs. atomare ) stoffets art og muligheden for den eksponentielle vækstfase dette ses som grundlag for anden industrielle revolution. Mihail Roco , en af arkitekterne bag det amerikanske National Nanotechnology Initiative , har foreslået fire stater i nanoteknologi udvikler sig til den tekniske udvikling af den industrielle revolution i parallel fra passive nanostrukturer , aktive nanodevices til komplekse nanomaskiner og i sidste ende produktive nanosystemer synes. [42]
Programmerbar sag søgt at udvikle materialer, hvis egenskaber let reversibel og eksternt kan styres selv en fusion af information videnskab og materialevidenskab design.
På grund af den popularitet og medieeksponering af udtrykket nanoteknologi , har ord og picotechnology femtotechnology blevet opfundet i analogi til det, selv om disse bruges sjældent og uformelt.
Værktøjer og teknikker [Edit]
Typisk AFM setup. En mikro cantilever med en skarp spids afbøjes af funktioner på en prøve overflade , meget gerne i en fonograf , men på en langt mindre målestok. En laserstråle reflekteres fra bagsiden af ​​bommen i et sæt af fotodetektorer , så at forskydningen måles og samles til et billede af overfladen.
Der er flere vigtige moderne udvikling . Atomic force mikroskop (AFM ) og scanning tunneling mikroskop ( STM) er to tidlige versioner af scanning sonder, der blev lanceret nanoteknologi til livet . Der er andre typer af scanning probe mikroskopi. Selvom lignende tendenser i koncept til konfokal mikroskop af Marvin Minsky i 1961 og udviklet af Calvin kelige og kolleger i 1970’erne akustisk mikroskop (SAM) , nyere scanning probe mikroskoper har en meget højere opløsning , da det ikke er begrænset af bølgelængde af lyd eller lys.

Spidsen af ​​en scanning probe kan også anvendes til at manipulere nanostrukturer ( såkaldt positionel arrangement ) . Feature- orienterede Scanmethodikvon Rostislav Lapshin vises foreslået en lovende måde at gennemføre disse nanomanipulations i automatisk tilstand . Men [43] [44] Dette er stadig en langsom proces på grund af lav scanning hastighed mikroskopet.

Forskellige teknikker til nanolithography såsom optisk litografi, røntgen litografi dip pen nanolithography , elektronstråle litografi eller nanoimprint litografi blev også udviklet . Litografi er en top- down-fremstilling teknik, hvor et bulkmateriale i størrelsen af ​​nanoskala mønster reduceret.

En anden gruppe af nano teknikker indbefatter anvendes til fremstilling af nanorør og nanotråde i fremstilling af halvledere , såsom dyb ultraviolet litografi, elektronstråle -litografi , fokuseret ionstråle bearbejdning, nanoimprintlitografi , atomare lag deposition og molekylær dampaflejring og yderligere molekylær selvsamling -teknikker såsom anvendelse af di – blok – copolymerer. Forløbere for disse teknikker var nanoteknologisk æra, og er udvidelser i udviklingen af ​​videnskabelige fremskridt snarere end teknikker, som er blevet udviklet med det ene formål at skabe nanoteknologi , og som var resultatet af forskning i nanoteknologi .

Top-down tilgang forudser nanodevices , der skal bygges stykke for stykke i etaper, som fremstillede elementer er lavet . Scanning probe mikroskopi er en vigtig teknik for både karakterisering og syntese af nanomaterialer . Atomic force mikroskoper og scanning tunneling mikroskoper kan bruges til at se på overflader og til at flytte atomer. Ved at designe forskellige tips for disse mikroskoper , kan de bruges til udskæring strukturer bruges på overflader og hjælpe selvorganiserende strukturer. Ved at bruge , for eksempel , scan feature-orienterede tilgang , atomer eller molekyler til at være på en overflade med scanning probe teknologien bevæger sig . [43] [44] I øjeblikket , dyre og zeitaufwendigfür masseproduktion, men det er meget velegnet til laboratorieforsøg .

I modsætning hertil bottom-up teknikker bygge eller vokse sig større strukturer atom for atom eller molekyle for molekyle . Disse teknikker omfatter kemisk syntese , selvorganisering og ledelse forsamling. Dual polarisering interferometri selv er fremstillet af et egnet værktøj til karakterisering af tynde film. En anden variation af bottom-up tilgang er molekylær epitaxy eller MBE . Forskere ved Bell Telephone Laboratories som John R. Arthur . Alfred Y. Cho , og Art C. Gossard udviklet og implementeret MBE som et forsknings-værktøj i slutningen af ​​1960’erne og 1970’erne. Prøver af MBE blev foretaget nøglen til opdagelsen af ​​fraktioneret kvante Hall effekt , som Nobelprisen i fysik 1998. MBE giver forskerne at fastsætte atomically præcise lag af atomer og i den proces , opbygge komplekse strukturer . Vigtigt for forskning på halvledere, er MBE også i vid udstrækning bruges til at lave prøver og udstyr til den nyligt nye inden for spintronik .

Men nye lægemiddelprodukter , der er baseret på responsive nanomaterialer , såsom ultradeformerbare , stress -følsomme transfersom bobler tilladt i udviklingen og allerede til human brug i nogle lande. [Edit]

Applikationer [Edit]
En af de vigtigste anvendelser af nanoteknologi inden for nanoelektronik med MOSFET er lavet af små nanotråde ~ 10 nm i længden. Her er en simulering af en sådan Nanotråd .
File:A-simple-and-fast-fabrication-of-a-both-self-cleanable-and-deep-UV-antireflective-quartz-1556-276X-7-430-S1.ogv

Nanostrukturer tilbyde denne overflade med superhydrophobicity , vanddråberne rulle ned ad skrå plan tillader.
Uddybende artikel: Liste over anvendelser af nanoteknologi