Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Nanoteknolojia

Nanoteknolojia (" nanotech ") ni kudanganywa kwa suala juu ya kiwango cha atomiki , molekuli , na supramolecular . Maelezo ya kwanza ya nanoteknolojia [1] [2] yalielezea lengo fulani la kiteknolojia la kusimamia kwa usahihi atomi na molekuli kwa ajili ya utengenezaji wa bidhaa za macroscale, ambazo pia zinajulikana kama nanoteknolojia ya molekuli . Maelezo ya jumla ya nanoteknolojia ilianzishwa na Mpango wa Nanoteknolojia ya Taifa , ambayo inafafanua nanoteknolojia kama uharibifu wa jambo na angalau ukubwa mmoja kutoka 1 hadi 100 nanometers . Ufafanuzi huu unaonyesha ukweli kwamba athari za mitambo ni muhimu kwa kiwango hiki cha kiasi kikubwa, na hivyo ufafanuzi umebadilishwa kutoka kwa lengo fulani la kiteknolojia kwa jamii ya utafiti ikiwa ni pamoja na aina zote za utafiti na teknolojia zinazohusika na mali maalum ya jambo ambalo hutokea chini ya kizingiti cha ukubwa kilichopewa. Kwa hiyo ni kawaida kuona aina nyingi "nanoteknolojia" pamoja na "teknolojia za nanoscale" ili kutaja aina mbalimbali za utafiti na maombi ambayo sifa ya kawaida ni ukubwa. Kwa sababu ya aina mbalimbali za maombi (ikiwa ni pamoja na viwanda na kijeshi), serikali imewekeza mabilioni ya dola katika utafiti wa nanoteknolojia. Mpaka mwaka 2012, kwa njia ya Initiative ya Nanoteknolojia ya Taifa, Marekani imewekeza dola bilioni 3.7, Umoja wa Ulaya imewekeza dola bilioni 1.2 na Japan ina dola milioni 750. [3]

Nanotechnology kama inavyoelezwa na ukubwa ni kawaida pana sana, ikiwa ni pamoja na maeneo ya sayansi mbalimbali kama vile sayansi ya uso , kemia ya kikaboni , biolojia ya molekuli , semiconductor fizikia , kuhifadhi nishati , [4] [5] microfabrication , [6] Masi uhandisi , nk [7 ] utafiti kuhusishwa na maombi ni sawa mbalimbali, kuanzia upanuzi wa kawaida fizikia kifaa kwa njia mpya kabisa msingi juu Masi binafsi mkutano , [8] na kuendeleza vifaa mpya na vipimo juu ya skeli ya nano na kuelekeza kudhibiti jambo kwa kiwango atomiki .

Wanasayansi sasa wanajadili madhara ya baadaye ya nanoteknolojia . Nanoteknolojia inaweza kuwa na vifaa na vifaa vipya vingi na programu nyingi , kama vile nanomedicine , nanoelectronics , uzalishaji wa nishati ya mimea , na bidhaa za walaji. Kwa upande mwingine, nanoteknolojia inafufua masuala mengi sawa na teknolojia yoyote mpya, ikiwa ni pamoja na wasiwasi kuhusu athari na athari za mazingira ya nanomaterials, [9] na madhara yao ya uwezekano wa uchumi wa kimataifa, pamoja na uvumilivu kuhusu matukio mbalimbali ya doomsday . Masuala haya yamesababisha mjadala kati ya vikundi vya utetezi na serikali ikiwa udhibiti maalum wa nanoteknolojia ni sahihi.

Yaliyomo

Mwanzo

Dhana zinazozalishwa nanoteknolojia zilijadiliwa kwanza mwaka wa 1959 na mwanafizikia maarufu Richard Feynman katika hotuba yake Kuna Mengi ya Chumba Chini , ambako alielezea uwezekano wa usanifu kwa njia ya kudanganywa moja kwa moja ya atomi. Neno "teknolojia ya nano-teknolojia" ilitumiwa kwanza na Norio Taniguchi mwaka 1974, ingawa haijulikani sana.

Kulinganisha ukubwa wa Nanomaterials

Aliongoza kwa mawazo ya Feynman, K. Eric Drexler alitumia neno "nanoteknolojia" katika kitabu cha 1986 cha Injini ya Uumbaji: The Coming Era ya Nanotechnology , ambayo ilipendekeza wazo la "kukusanyika" la nanoscale ambayo inaweza kujenga nakala yenyewe na ya vitu vingine vya utata wa kiholela na udhibiti wa atomiki. Pia mnamo mwaka 1986, Drexler alianzisha ushirikiano wa Taasisi ya Foresight (ambayo haifai tena) kusaidia kuongeza uelewa wa umma na ufahamu wa nadharia na matokeo ya nanoteknolojia.

Kwa hiyo, kuibuka kwa nanoteknolojia kama shamba katika miaka ya 1980 ilitokea kupitia kuunganishwa kwa kazi ya kinadharia na ya umma ya Drexler, ambayo iliendeleza na kupanua mfumo wa nadharia kwa ajili ya nanoteknolojia, na maendeleo makubwa ya kujaribiwa ambayo yalitafakari zaidi ya matarajio ya udhibiti wa atomiki ya suala. Katika miaka ya 1980, mafanikio makuu mawili yaliongeza ukuaji wa nanoteknolojia katika zama za kisasa.

Kwanza, uvumbuzi wa darubini ya skanning ya skanning mwaka 1981 ambayo ilitoa taswira isiyo ya kawaida ya atomi binafsi na vifungo, na ilifanikiwa kutumiwa kuendesha atomi za mtu binafsi mwaka 1989. Watengenezaji wa microscope Gerd Binnig na Heinrich Rohrer katika IBM Zurich Utafiti Maabara walipata Tuzo ya Nobel Fizikia mnamo mwaka 1986. [10] [11] Binnig, Quate na Gerber pia waliunda microscope sawa ya atomic nguvu mwaka huo.

Buckminsterfullerene C 60 , pia anajulikana kama buckyball , ni mwanachama mwakilishi wa miundo ya kaboni inayojulikana kama fullerenes . Wanachama wa familia ya fullerene ni somo kuu la utafiti unaoanguka chini ya mwavuli wa nanoteknolojia.

Pili, Fullerenes iligunduliwa mwaka wa 1985 na Harry Kroto , Richard Smalley , na Robert Curl , ambao wote walishinda tuzo ya Nobel ya 1996 katika Kemia . [12] [13] C 60 haijaelezwa awali kama nanoteknolojia; neno hilo lilitumiwa kuhusu kazi inayofuata na zilizopo zinazohusiana na graphene (inayoitwa carbon nanotubes na wakati mwingine huitwa Bucky zilizopo) ambazo zilipendekeza uwezekano wa maombi ya umeme na vifaa vya nanoscale.

Katika miaka ya 2000 iliyopita, shamba limeongezeka kwa tahadhari ya sayansi, kisiasa na biashara ambayo imesababisha utata na maendeleo. Migogoro iliibuka kuhusu ufafanuzi na matokeo ya uwezo wa nanoteknolojia, mfano wa Ripoti ya Royal Society juu ya nanoteknolojia. [14] Changamoto zilifufuliwa kuhusu uwezekano wa maombi yaliyotajwa na watetezi wa nanoteknolojia ya molekuli, ambayo ilifikia mjadala wa umma kati ya Drexler na Smalley mwaka 2001 na 2003. [15]

Wakati huo huo, uuzaji wa bidhaa kulingana na maendeleo katika teknolojia ya nanoscale ilianza kujitokeza. Bidhaa hizi ni mdogo kwa matumizi mengi ya nanomaterials na hazihusishi udhibiti wa atomiki wa suala. Mifano fulani ni pamoja na jukwaa la Silver Nano la kutumia nanoparticles fedha kama wakala wa antibacterial, nanoparticle -based sunscreens ya uwazi, nyuzi za kuimarisha kaboni kwa kutumia nanoparticles za silica, na nanotubes ya kaboni kwa nguo zisizo na sugu. [16] [17]

Serikali zilihamia kuhamasisha na kufadhili utafiti katika nanoteknolojia, kama vile Marekani na Mpango wa Nanoteknolojia ya Taifa , ambayo ilifanya ufafanuzi wa msingi wa nanoteknolojia na kuanzisha fedha za utafiti juu ya nanoscale, na Ulaya kupitia Mipango ya Mipango ya Ulaya ya Utafiti na Maendeleo ya Teknolojia .

Katikati ya miaka ya 2000 mwelekeo mpya wa kisayansi ulianza kukua. Miradi ilijitokeza kuzalisha barabara za barabara za nanoteknolojia [18] [19] ambayo inalenga uharibifu wa kiutendaji wa suala hilo na kujadili uwezo, malengo, na matumizi zilizopo na zilizopangwa.

Dhana ya msingi

Nanoteknolojia ni uhandisi wa mifumo ya kazi katika kiwango cha molekuli. Hii inashughulikia kazi zote za sasa na dhana ambazo zinaendelea zaidi. Kwa maana yake ya awali, nanoteknolojia inahusu uwezo unaojitokeza wa kujenga vitu kutoka chini hadi chini, kwa kutumia mbinu na zana zilizotengenezwa leo kufanya bidhaa kamili, za utendaji.

Nanometer moja (nm) ni bilioni moja, au 10 -9 , ya mita. Kwa kulinganisha, urefu wa kawaida wa kaboni-kaboni, au nafasi kati ya atomi hizi katika molekuli , ni katika kiwango cha 0.12-0.15 nm , na DNA mbili-helix ina kipenyo karibu na 2 nm. Kwa upande mwingine, aina ndogo ya maisha ya seli , bakteria ya Mycoplasma ya jeni, ni karibu 200 nm urefu. Kwa mkataba, nanoteknolojia inachukuliwa kama kiwango kikubwa cha 1 hadi 100 nm kufuatia ufafanuzi uliotumiwa na Mpango wa Nanoteknolojia ya Taifa nchini Marekani. Kikomo cha chini kinawekwa na ukubwa wa atomi (hidrojeni ina atomi ndogo, ambayo ni takribani robo ya nm kipenyo) tangu nanoteknolojia inapaswa kujenga vifaa vyake kutoka kwa atomi na molekuli. Ukomo wa juu ni zaidi au chini ya kiholela lakini ni karibu ukubwa chini ya ambayo matukio si kuzingatiwa katika miundo kubwa kuanza kuwa dhahiri na inaweza kutumika katika kifaa nano. [20] Matukio haya mapya yanatengeneza nanoteknolojia tofauti na vifaa ambazo ni matoleo tu ya kifaa cha macroscopic sawa; vifaa hivyo ni kwa kiwango kikubwa na huja chini ya maelezo ya microtechnology . [21]

Ili kuweka kiwango hicho katika mazingira mengine, ukubwa wa kulinganisha kwa nanometer kwa mita ni sawa na ile ya marble kwa ukubwa wa dunia. [22] Au njia nyingine ya kuiweka: nanometer ni kiasi cha ndevu ya mtu mzima kinakua wakati unamchukua ili kuinua ndevu kwa uso wake. [22]

Mbinu mbili kuu hutumiwa katika nanoteknolojia. Katika mbinu ya "chini-up", vifaa na vifaa hujengwa kutoka vipengele vya molekuli vinavyojumuisha kemikali na kanuni za utambuzi wa Masi . [23] Katika njia ya "juu-chini", nano-vitu hujengwa kutoka kwa vyombo vingi bila udhibiti wa kiwango cha atomiki. [24]

Maeneo za fizikia kama vile nanoelectronics , nanomechanics , nanophotonics na nanoionics utvecklats katika miongo michache iliyopita kwa kutoa msingi ya msingi wa kisayansi wa nanoteknik.

Kubwa kwa ndogo: mtazamo wa vifaa

Picha ya ujenzi juu ya dhahabu safi ( 100 ), kama visualized kutumia skanning tunneling microscopy . Nafasi za atomi za mtu binafsi zinazojenga uso zinaonekana.

Matukio kadhaa hutajwa kuwa ukubwa wa mfumo hupungua. Hizi ni pamoja na athari za mitambo ya takwimu , pamoja na madhara ya kiwango cha quantum , kwa mfano "athari za ukubwa wa kiasi " ambapo vifaa vya elektroniki vya ubisi hubadilishwa na kupunguza kwa ukubwa wa chembe. Athari hii haiingiliki kwa kuanzia macro hadi vipimo vidogo. Hata hivyo, madhara ya quantum yanaweza kuwa muhimu wakati kiwango cha ukubwa wa nanometer kinafikia, kwa kawaida katika umbali wa nanometers 100 au chini, eneo linaloitwa quantum . Zaidi ya hayo, mabadiliko ya mali ya kimwili (mitambo, umeme, macho, nk) ikilinganishwa na mifumo ya macroscopic. Mfano mmoja ni ongezeko la eneo la uso kwa kiasi cha uwiano wa kubadilisha mitambo, mitambo na kichocheo ya vifaa. Kusambazwa na athari katika nanoscale, vifaa vya nanostructures na nanodevices na usafiri wa haraka wa ioni hujulikana kwa nanoionics. Mitambo mali ya nanosystems ni ya riba katika utafiti nanomechanics. Shughuli ya kichocheo ya nanomaterials pia hufungua hatari katika ushirikiano wao na biomaterials .

Vifaa vya kupunguzwa kwa nanoscale vinaweza kuonyesha mali tofauti ikilinganishwa na kile wanachoonyesha kwenye macroscale, na kuwezesha maombi ya pekee. Kwa mfano, vitu vya opaque vinaweza kuwa wazi (shaba); vifaa vya imara vinaweza kugeuka (aluminium); vifaa visivyoweza kubadilika vinaweza kuwa mumunyifu (dhahabu). Vifaa kama vile dhahabu, ambayo ni inert ya kemikali kwa mizani ya kawaida, inaweza kutumika kama kichocheo chenye nguvu cha kemikali katika nanoscales. Faida nyingi na nanoteknolojia zinatokana na matukio haya ya quantum na uso yanayodhihirisha maonyesho kwenye nanoscale. [25]

Rahisi kwa ngumu: mtazamo wa Masi

Kemia ya kisasa ya kisayansi imefikia hatua ambapo inawezekana kuandaa molekuli ndogo kwa muundo wowote. Mbinu hizi hutumiwa leo kutengeneza aina mbalimbali za kemikali muhimu kama vile madawa au polima za biashara. Uwezo huu unafufua swali la kupanua aina hii ya udhibiti kwa ngazi inayofuata, kutafuta mbinu za kukusanya molekuli hizi moja katika makusanyiko ya supramolecular yenye molekuli nyingi zilizopangwa kwa namna iliyoelezwa vizuri.

Njia hizi hutumia dhana za mkusanyiko wa molekuli ya molekuli na / au supramolecular kemia ili kujitegemea kujipanga katika conformation fulani muhimu kwa njia ya chini-up . Dhana ya utambuzi wa Masi ni muhimu sana: molekuli zinaweza kuundwa ili muundo maalum au mpangilio uwezekano kwa sababu ya majeshi yasiyo ya kuingiliana ya intermolecular . Sheria za kukata tamaa za Watson-Crick ni matokeo ya moja kwa moja ya hii, kama vile maalum ya enzyme kuwa na lengo la moja substrate , au folding maalum ya protini yenyewe. Hivyo, vipengele viwili au zaidi vinaweza kuundwa kuwa vyema na vinavyovutia ili waweze kufanya kazi ngumu zaidi na muhimu.

Mbinu hizo za chini zinapaswa kuwa na uwezo wa kuzalisha vifaa katika sambamba na kuwa nafuu zaidi kuliko mbinu za juu-chini, lakini inaweza uwezekano wa kuzidiwa kama ukubwa na ugumu wa mkutano unayoongezeka unavyoongezeka. Miundo yenye manufaa zaidi inahitaji mipangilio ngumu na ya kutosha ya mafuta ya atomi. Hata hivyo, kuna mifano mingi ya mkusanyiko wa kujitegemea kulingana na kutambuliwa kwa molekuli katika biolojia , hususan uharibifu wa Watson-Crick na uingiliano wa substrate ya enzyme. Changamoto ya nanoteknolojia ni kama kanuni hizi zinaweza kutumika kwa ajili ya kujenga ujenzi mpya kwa kuongezea asili.

Nanoteknolojia ya Masi: mtazamo wa muda mrefu

Nanoteknolojia ya molekuli, wakati mwingine huitwa viwanda vya Masi, inaelezea nanosystems (mitambo ya nanoscale) inayotumika kwenye kiwango cha Masi. Nanoteknolojia ya molekuli inahusishwa hasa na mkusanyiko wa Masi , mashine ambayo inaweza kuzalisha muundo unaotaka au kifaa atomi-atomi kwa kutumia kanuni za mechanosynthesis . Uzalishaji katika mazingira ya nyenzo za uzalishaji hazihusiani na, na lazima iwe wazi kabisa, teknolojia za kawaida zilizotumiwa kutengeneza nanomaterials kama vile nanotubes za kaboni na nanoparticles.

Wakati neno "nanoteknolojia" lilijitegemea na kuenea na Eric Drexler (ambaye wakati huo hakuwa na ufahamu wa matumizi ya awali na Norio Taniguchi) ilitaja teknolojia ya viwanda ya baadaye kulingana na mifumo ya mashine za Masi . Nguzo ni kwamba molekuli wadogo kibiolojia analojia ya vipengele jadi mashine alionyesha mashine Masi walikuwa iwezekanavyo: kwa mifano isitoshe kupatikana katika biolojia, inajulikana kwamba murua wa stochastically optimized mashine ya kibayolojia inaweza zinazozalishwa.

Inatarajia kwamba maendeleo katika nanoteknolojia itawezesha ujenzi wao kwa njia nyingine, labda kwa kutumia kanuni za biomimetic . Hata hivyo, Drexler na watafiti wengine [26] wamependekeza kwamba nanoteknolojia ya juu, ingawa labda mwanzo inaweza kutekelezwa na njia za biomimetic, hatimaye inaweza kutegemea kanuni za uhandisi wa mitambo, yaani, teknolojia ya viwanda kulingana na utendaji wa mitambo ya vipengele hivi (kama vile gia, fani, motors, na wanachama wa kimuundo) ambavyo vinaweza kuwezesha mkutano wa mpangilio na vipimo vya atomiki. [27] Utendaji wa fizikia na uhandisi wa miundo ya mfano ulifanyiwa kitabu cha Drexler kitabu cha Nanosystems .

Kwa ujumla ni vigumu sana kukusanya vifaa kwenye kiwango cha atomiki, kama mtu anavyoweka nafasi ya atomi kwenye atomi zingine za ukubwa na ukubwa sawa. Mtazamo mwingine, ulioonyeshwa na Carlo Montemagno, [28] ni kwamba nyenzo za baadaye za baadaye zitakuwa nyenzo za teknolojia ya silicon na mashine za kiasi za kibaiolojia. Richard Smalley alisema kuwa mechanosynthesis haiwezekani kwa sababu ya shida za kusimamia molekuli binafsi.

Hii ilisababisha kubadilishana machapisho kwenye gazeti la ACS Chemical & Engineering News mwaka 2003. [29] Ijapokuwa biolojia inaonyesha wazi kwamba mifumo ya mashine za molekuli inawezekana, mashine za molekuli zisizo za kibiolojia ni leo tu tangu watoto wao. Viongozi katika utafiti juu ya mashine zisizo za kibiolojia Masi ni Dr Alex Zettl na wenzake katika Lawrence Berkeley Laboratories na UC Berkeley. [1] Wamejenga angalau vifaa vya molekuli tofauti ambavyo mwendo wake unasimamiwa kutoka kwenye desktop na kubadilisha voltage: nanotube nanomotor , actuator ya molekuli, [30] na oscillator ya kupumzika ya nanoelectromechanical. [31] Angalia nanotube nanomotor kwa mifano zaidi.

Jaribio linaloonyesha kwamba mkutano wa Masiko wa mpito inawezekana ulifanyika na Ho na Lee katika Chuo Kikuu cha Cornell mwaka wa 1999. Walitumia microscope ya kusonga skanning ili kuhamisha molekuli ya kaboni ya monoxide ya mtu binafsi (CO) kwa atom ya chuma ya mtu binafsi (Fe) ameketi kwenye gorofa ya fedha kioo, na chemically walifunga CO kwa Fe kwa kutumia voltage.

Utafiti wa sasa

Uwakilishi wa picha ya rotaxane , muhimu kama kubadili Masi .
DNA tetrahedron [32] ni nanostrafu iliyojengwa kwa aina ya aina iliyotolewa katika uwanja wa nanoteknolojia ya DNA . Kila makali ya tetrahedron ni jozi ya msingi ya DNA mbili helix , na kila vertex ni mkusanyiko wa mikono mitatu.
Kuzunguka mtazamo wa C 60 , aina moja ya fullerene.
Kifaa hiki kinahamisha nishati kutoka kwa tabaka za nano-nyembamba za visima vya quantum kwa nanocrystals juu yao, na kusababisha nanocrystals kuondoa mwanga inayoonekana. [33]

Nanomaterials

Shamba la nanomaterials linajumuisha sehemu ndogo zinazoendeleza au kujifunza vifaa vina mali ya pekee inayotokana na vipimo vya nanoscale. [34]

  • Interface na sayansi ya colloid imetoa vifaa vingi ambavyo vinaweza kuwa muhimu katika nanoteknolojia, kama vile nanotubes za kaboni na fullerenes nyingine, na nanoparticles mbalimbali na nanorods . Vipengele vya usawa na usafiri wa haraka wa ioni vinahusiana pia na nanoionics na nanoelectronics.
  • Vifaa vya nyaraka pia vinaweza kutumika kwa ajili ya maombi ya wingi; maombi ya sasa ya biashara ya nanoteknolojia ni ya ladha hii.
  • Mafanikio yamefanywa kwa kutumia vifaa hivi kwa ajili ya matumizi ya matibabu; tazama Nanomedicine .
  • Vifaa vya nanoscale kama vile nanopillars wakati mwingine hutumiwa katika seli za jua ambazo zinapambana na gharama za seli za jua za silika za jadi.
  • Maendeleo ya maombi yanayojumuisha nanoparticles ya semiconductor kutumika katika kizazi kijacho cha bidhaa, kama teknolojia ya kuonyesha, taa, seli za jua na imaging ya kibiolojia; angalia dots kiasi .
  • Matumizi ya hivi karibuni ya nanomaterials ni pamoja na matumizi mbalimbali ya biomedical , kama uhandisi wa tishu , utoaji wa madawa ya kulevya , na biosensors . [35]

Ufikiaji wa chini-up

Hawa hutafuta kupanga vipengele vidogo katika makusanyiko magumu zaidi.

  • Nanoteknolojia ya DNA hutumia maalum ya kukata tamaa ya Watson-Crick kujenga miundo yenye ufafanuzi nje ya DNA na asidi nyingine za nucleic .
  • Mbinu kutoka kwenye uwanja wa "classical" awali ya awali (Inorganic na awali ya kikaboni ) pia ina lengo la kutengeneza molekuli yenye sura iliyoelezwa vizuri (kwa mfano bis-peptides [36] ).
  • Zaidi kwa ujumla, mkutano binafsi wa Masi unatafuta kutumia dhana za kemia ya supramolecular, na utambuzi wa Masi hasa, kusababisha vipengele vya molekuli moja kwa moja kujijengea wenyewe kwenye conformation inayofaa.
  • Vidokezo vya microscope ya atomic inaweza kutumika kama nanoscale "kuandika kichwa" ili kuweka kemikali juu ya uso katika muundo unaotaka katika mchakato unaoitwa na nanolithography kalamu . Mbinu hii inafaa katika eneo ndogo la nanolithography .
  • Bei ya Masi Epitaxy inaruhusu makusanyiko ya chini ya vifaa, hasa vifaa vya semiconductor kawaida kutumika katika maombi Chip na kompyuta, magunia, gating, na laserire lasers .

Hatua ya juu inakaribia

Hizi hutafuta kuunda vifaa vidogo kwa kutumia vitu vikubwa kuongoza mkutano wao.

  • Teknolojia nyingi zilizotoka kwenye mbinu za silicon za kawaida za hali ya kuzalisha microprocessors sasa zina uwezo wa kuunda vipengele vidogo kuliko 100 nm, kuanguka chini ya ufafanuzi wa nanoteknolojia. Mtawala wa magnetoresistance mkubwa - uliowekwa kwa bidii tayari kwenye soko unafanana na maelezo haya, [37] kama vile mbinu za kuhifadhi amri za atomiki (ALD). Peter Grünberg na Albert Fert walipokea Tuzo ya Nobel katika Fizikia mwaka 2007 kwa ajili ya ugunduzi wao wa Magnetresistance mkubwa na michango kwenye uwanja wa spintronics. [38]
  • Mbinu za hali imara pia zinaweza kutumika kutengeneza vifaa vinavyojulikana kama mifumo ya nanoelectromechanical au NEMS, zinazohusiana na mifumo microelectromechanical au MEMS.
  • Mihimili ya ioni iliyozingatiwa inaweza kuondoa vifaa vya moja kwa moja, au hata vifaa vya kuhifadhi wakati gesi ya precursor inayofaa inatumiwa kwa wakati mmoja. Kwa mfano, mbinu hii hutumiwa mara kwa mara ili kujenga sehemu ndogo ya 100 nm za nyenzo kwa uchambuzi katika microscopy ya umeme ya Uhamisho .
  • Vidokezo vya microscope ya atomic inaweza kutumika kama nanoscale "kuandika kichwa" ili kuweka kupinga, ambayo kisha ikifuatiwa na mchakato wa kufuta kuondoa vifaa katika njia ya juu-chini.

Njia za kazi

Hawa hutafuta kuendeleza vipengele vya utendaji uliohitajika bila kujali jinsi wanaweza kuwa wamekusanyika.

  • Mkutano wa magnetic kwa ajili ya awali ya vifaa vya superparamagnetic anisotropic kama vile hivi karibuni zilizowasilishwa magnetic nano minyororo . [23]
  • Magari ya umeme ya molekuli inataka kuendeleza molekuli yenye mali muhimu ya umeme. Hizi zinaweza kutumika kama sehemu moja ya molekuli katika kifaa cha nanoelectronic. [39] Kwa mfano ona rotaxane.
  • Njia za kimapenzi za kemikali zinatumika pia kuunda motors za kiasi za synthetic , kama vile nanocar inayoitwa.

Mbinu za biomimetic

  • Bionics au biomimicry inataka kutumia mbinu na mifumo ya kibiolojia iliyopatikana katika asili, kwa utafiti na kubuni ya mifumo ya uhandisi na teknolojia ya kisasa. Biomineralization ni mfano mmoja wa mifumo iliyojifunza.
  • Bionanoteknolojia ni matumizi ya biomolecules kwa ajili ya matumizi katika nanoteknolojia, ikiwa ni pamoja na matumizi ya virusi na makanisa ya lipid. [40] [41] Nanocellulose ni uwezo wa kutumia kiwango kikubwa.

Upelelezi

Majini haya yanatazamia kutarajia nini ubunifu wa nanoteknolojia inaweza kuzalisha, au kujaribu kupendekeza ajenda ambayo uchunguzi unaweza kuendelea. Hizi mara nyingi huchukua mtazamo mkubwa wa nanoteknolojia, pamoja na msisitizo zaidi juu ya matokeo yake ya kijamii kuliko maelezo ya jinsi uvumbuzi huo unaweza kuundwa.

  • Njia ya nanoteknolojia ni mbinu iliyopendekezwa ambayo inahusisha kuendesha molekuli moja katika njia za udhibiti zilizopangwa vizuri. Hii ni zaidi ya kinadharia kuliko maeneo mengine ya chini, na wengi wa mbinu zake zilizopendekezwa ni zaidi ya uwezo wa sasa.
  • Vipengele vya nanorobotiki hutoa vifaa vya kujitegemea vya kazi zinazotumika katika nanoscale. Kuna matumaini ya kutumia nanorobots katika dawa, [42] [43] [44] lakini inaweza kuwa rahisi kufanya kitu kama hicho kwa sababu ya vikwazo kadhaa vya vifaa hivi. [45] Hata hivyo, maendeleo juu ya vifaa vya ubunifu na mbinu imeonyeshwa na ruhusa fulani zilizopewa kuhusu vifaa mpya vya nanomanufacturing kwa ajili ya matumizi ya kibiashara ya baadaye, ambayo pia husaidia kwa kasi katika maendeleo kuelekea nanorobots na matumizi ya nanobioelectronics dhana zilizoingia. [46] [47]
  • Nishati za ufanisi ni "mifumo ya nanosystems" ambayo itakuwa tata ya nanosystems zinazozalisha sehemu za atomically kwa ajili ya vitu vingine vya nanosystems, sio kutumia nyenzo za nanoscale-dharura, lakini msingi wa utengenezaji. Kwa sababu ya discrete (yaani atomiki) asili ya suala na uwezekano wa ukuaji wa uchunguzi, hatua hii inaonekana kama msingi wa mapinduzi mengine ya viwanda. Mihail Roco , mmoja wa wasanifu wa Mpango wa Nanoteknolojia ya Taifa ya Marekani, ameeleza majimbo manne ya nanoteknolojia ambayo inaonekana kuwa sawa na maendeleo ya kiufundi ya Viwanda Revolution, inayotokana na nanostructures passive hadi nanodevices kazi kwa tata nanomachines na hatimaye na uzalishaji nanosystems. [48]
  • Jambo linaloweza kuandaa linatafuta kubuni vifaa ambazo mali zinaweza kuwa rahisi, reversibly na nje ya kudhibitiwa ingawa fusion ya sayansi ya habari na sayansi vifaa .
  • Kutokana na umaarufu na ufikiaji wa vyombo vya habari vya nanoteknolojia ya muda, maneno ya picoteknolojia na femtoteknolojia wamekuwa wamefanyika kwa kulinganisha nayo, ingawa haya hutumiwa mara chache na isiyo rasmi.

Uwiano katika nanomaterials

Nanomaterials zinaweza kupangwa katika siku 0, 1D, 2D na 3D nanomaterials . Mwelekeo una jukumu kubwa katika kuamua tabia ya nanomaterials ikiwa ni pamoja na tabia za kimwili , kemikali na kibaiolojia . Kwa kupungua kwa kiwango cha ukubwa, ongezeko la uwiano wa uso hadi kiasi huzingatiwa. Hii inaonyesha kuwa nanomaterials ndogo ndogo ya uso ina eneo la juu zaidi ikilinganishwa na nanomaterials za 3D. Hivi karibuni, nanomaterials mbili za dimensional (2D) zinachunguzwa sana kwa umeme , biomedical , utoaji wa madawa ya kulevya na programu za biosensor .

Zana na mbinu

Kuanzisha AFM ya kawaida. Cantilever iliyo na microfabricated na ncha mkali inafutwa na vipengele kwenye uso wa sampuli, kama vile kwenye phonografia lakini kwa kiwango kidogo sana. Mtikisiko wa laser huonyesha mbali ya nyuma ya cantilever kwenye seti ya vipimo vya picha , ili kuruhusu kupima kupimwa na kukusanyika kwenye sura ya uso.

Kuna maendeleo kadhaa muhimu ya kisasa. Microscope ya nguvu ya atomiki (AFM) na Microscope ya Scanning Tunneling (STM) ni matoleo mawili mapema ya sondari za skanning ambayo ilizindua nanoteknolojia. Kuna aina nyingine za microscopy ya uchunguzi wa skanning . Ingawa conceptually sawa na skanning confocal microscope iliyoandaliwa na Marvin Minsky mwaka wa 1961 na microscope ya skanning acoustic (SAM) iliyotengenezwa na Calvin Quate na wafanyakazi wenzake katika miaka ya 1970, microscopes mpya ya sampuli ya skanning ina azimio kubwa zaidi, kwani haipatikani na wavelength ya sauti au mwanga.

Ncha ya swala ya skanning pia inaweza kutumika kuendesha nanostructures (mchakato unaoitwa mkutano wa mpito). Njia ya skanning inayotokana na vipengele inaweza kuwa njia ya kuahidi kutekeleza nanomanipulations hizi kwa njia ya moja kwa moja. [49] [50] Hata hivyo, hii bado ni mchakato wa polepole kwa sababu ya kasi ndogo ya skanning ya microscope.

Mbinu mbalimbali za nanolithography kama lithography ya macho , X-ray lithography kuzamisha nanolithography, electron boriti lithography au nanoimprint lithography pia maendeleo. Lithography ni mbinu ya upasuaji wa juu ambapo vifaa vingi vinapungua kwa ukubwa wa muundo wa nanoscale.

Kundi jingine la mbinu za nanoteknolojia ni pamoja na kutumika kwa ajili ya utengenezaji wa nanotubes na nanowires , ambayo hutumiwa katika utengenezaji wa semiconductor kama kina lithography ultraviolet, electron boriti lithography, umakini uon machining, lithography nanoimprint, kuhifadhi deposit atomic, na kuhifadhi molekuli mvuke, na zaidi ikiwa ni pamoja na Mbinu za mkusanyiko wa molekuli kama vile wale wanaojenga copolymers di block. Waandamanaji wa mbinu hizi walitangulia zama za nanoteki, na ni upanuzi katika maendeleo ya maendeleo ya kisayansi badala ya mbinu ambazo zilizingatiwa kwa madhumuni pekee ya kujenga nanoteknolojia na ambayo ilikuwa matokeo ya utafiti wa nanoteknolojia. [51]

Njia ya juu-chini inatarajia nanodevices ambayo inapaswa kujengwa kipande kwa kipande kwa hatua, kama vitu vilivyofanywa vilivyofanywa. Kuchunguza microscopy ya kuchunguza ni mbinu muhimu kwa ajili ya utambulisho na awali ya nanomaterials. Microscopes nguvu na skanning tunneling microscopes inaweza kutumika kuangalia nyuso na kusonga atomi karibu. Kwa kutengeneza vidokezo tofauti vya microscopes hizi, zinaweza kutumiwa kutengeneza miundo kwenye nyuso na kusaidia kuongoza miundo ya kukusanyika. Kwa kutumia, kwa mfano, mbinu ya skanning inayotokana na vipengele, atomi au molekuli zinaweza kuhamishwa karibu na uso na mbinu za saratani ya saratani ya skanning. [49] [50] Kwa sasa, ni gharama kubwa na ya muda kwa ajili ya uzalishaji wa wingi lakini inafaa sana kwa majaribio ya maabara.

Kwa upande mwingine, mbinu za chini-chini hujenga au kukua atomi kubwa za miundo na atomi au molekuli kwa molekuli. Mbinu hizi ni pamoja na awali ya kemikali, mkusanyiko binafsi na mkutano. Interferometry ya upepishaji wa mara mbili ni chombo kimoja kinachofaa kwa ajili ya sifa za filamu za kibinafsi zilizokusanyika. Tofauti nyingine ya mbinu ya chini-up ni ediksi ya Masiki au MBE. Watafiti katika Maabara ya Simu ya Bell kama John R. Arthur. Alfred Y. Cho, na Art C. Gossard walianzisha na kutekeleza MBE kama chombo cha utafiti mwishoni mwa miaka ya 1960 na 1970. Sampuli zilizotengenezwa na MBE zilikuwa muhimu kwa ugunduzi wa athari ya sehemu ya Hall ya quantum ambayo Tuzo ya Nobel ya mwaka 1998 katika Fizikia ilipatiwa. MBE inaruhusu wanasayansi kuweka tabaka ya atomi sahihi ya atomi na, katika mchakato, kujenga miundo tata. Muhimu kwa ajili ya utafiti juu ya semiconductors, MBE pia hutumiwa sana kufanya sampuli na vifaa kwa uwanja mpya unaojitokeza wa spintronics .

Hata hivyo, bidhaa mpya za matibabu, kulingana na nanomaterials zilizosikia, kama vile ultradeformable, visivyo na matatizo ya Transfersome vesicles, ziko chini ya maendeleo na tayari zimeidhinishwa kwa matumizi ya binadamu katika baadhi ya nchi. [52]

Maombi

Moja ya matumizi makubwa ya nanoteknolojia ni katika eneo la nanoelectronics na MOSFET inayojengwa kwa nanowires ndogo ≈ 10 nm kwa urefu. Hapa ni simulation ya Nanowire kama hiyo.
Nanostructures hutoa uso huu kwa superhydrophobicity , ambayo inaruhusu maji matone hupungua ndege iliyopangwa .
Lasowire lasers kwa maambukizi ya ultrafast ya habari katika pembe za mwanga

Kuanzia Agosti 21, 2008, Mradi wa Nanoteknolojia ya Kuongezeka inakadiria kuwa zaidi ya bidhaa 800 za bidhaa za nanoteki zinazotambulika kwa umma, zikiwa na watu wapya wanaopiga soko kwa kasi ya 3-4 kwa wiki. [17] Mradi huorodhesha bidhaa zote katika duka la mtandaoni linapatikana kwa umma. Matumizi mengi yanapunguzwa na matumizi ya "kizazi cha kwanza" ya nanomaterials isiyo na nguvu inayojumuisha dioksidi ya titani katika jua, vipodozi, mipako ya uso, [53] na bidhaa za chakula; Allotropes ya kaboni kutumika kutengeneza mkanda wa gecko ; fedha katika ufungaji wa chakula, nguo, disinfectants na vyombo vya nyumbani; oksidi ya zinki katika sunscreens na vipodozi, mipako ya uso, rangi na varnishes nje ya samani; na oksidi ya cerium kama kichocheo cha mafuta. [16]

Programu zaidi zinawezesha mipira ya tenisi kuishia muda mrefu, mipira ya golf ili kuruka, na hata mipira ya bowling kuwa na muda mrefu zaidi na kuwa na uso mgumu. Vifungu na soksi vimeingizwa na nanoteknolojia ili waweze kudumu tena na kuwaweka watu baridi wakati wa majira ya joto. Bandari zinaingizwa na nanoparticles za fedha kuponya kupunguzwa kwa haraka. [54] Vidokezo vya mchezo wa video na kompyuta binafsi zinaweza kuwa nafuu, kwa kasi, na zina shukrani nyingi za kumbukumbu kwa nanoteknolojia. [55] Pia, kujenga miundo kwa ajili ya kompyuta ya kompyuta na mwanga, kwa mfano juu ya usindikaji wa habari wa wingu wa wingi, na usambazaji wa taarifa za picosecond. [56]

Nanotechnology wanaweza kuwa na uwezo wa kufanya sasa maombi ya matibabu nafuu na rahisi kutumia katika maeneo kama ya jumla daktari ofisi wa na nyumbani. [57] Magari yanatengenezwa na nanomaterials ili waweze kuhitaji metali ndogo na chini ya mafuta ya kufanya kazi katika siku zijazo. [58]

Wanasayansi sasa wanageuka kwenye nanoteknolojia katika jaribio la kuendeleza injini za dizeli na mafusho safi ya kutolea nje. Platinum sasa hutumika kama kichocheo cha injini ya dizeli katika injini hizi. Kichocheo ni kile kitakachochapa chembe za kutolea nje. Kwanza kichocheo cha kupunguza hutumiwa kuchukua atomi za nitrojeni kutoka molekuli za NOx ili kutosha oksijeni. Kisha kichocheo cha oxidation kinakidisha hidrokaboni na monoxide ya kaboni ili kuunda dioksidi kaboni na maji. [59] Platinum hutumika katika kupunguza na kichocheo cha vioksidishaji. [60] Kutumia platinum ingawa, haina ufanisi kwa kuwa ni ghali na haifai. Kampuni ya Kidenmaki InnovationsFonden imewekeza DKK milioni 15 katika kutafuta mbadala mpya za kichocheo kutumia nanoteknolojia. Lengo la mradi, uliozinduliwa katika msimu wa 2014, ni kuongeza eneo la uso na kupunguza kiasi cha vifaa vinavyotakiwa. Vitu vinapunguza kupunguza nguvu zao za uso; matone mawili ya maji, kwa mfano, watajiunga na kuunda tone moja na kupungua eneo la uso. Ikiwa uso wa kichocheo unaoonekana kwenye mafusho ya kutolea nje ni maximized, ufanisi wa kichocheo huongezeka. Timu inayofanya kazi kwenye mradi huu ina lengo la kuunda nanoparticles ambazo haziunganishi. Kila wakati uso ni optimized, vifaa ni kuokolewa. Kwa hivyo, kuunda nanoparticles hizi itaongeza ufanisi wa kichocheo cha injini ya dizeli-kwa kuongoza kwa mafusho ya kutolea nje safi-na itapungua gharama. Ikiwa imefanikiwa, timu inatarajia kupunguza matumizi ya platinum kwa 25%. [61]

Nanoteknolojia pia ina jukumu kubwa katika shamba la kuendeleza haraka la Uhandisi wa Tissue . Wakati wa kuunda scaffolds, watafiti wanajaribu kutekeleza vipengele vya nanoscale vya microenvironment ya Kiini kuelekeza tofauti zake chini ya mstari unaofaa. [62] Kwa mfano, wakati wa kujenga scaffolds kusaidia ukuaji wa mfupa, watafiti wanaweza kufuatilia mashimo ya upungufu wa osteoclast . [63]

Watafiti wamefanikiwa kutumia nanobots za DNA origami -zilizobaki ambazo zinaweza kutekeleza kazi za mantiki ili kufikia utoaji wa madawa ya kulevya kwenye mende. Inasemekana kuwa nguvu za computational za nanobots hizi zinaweza kufanana na ile ya Commodore 64 . [64]

Matokeo

Eneo la wasiwasi ni athari ambazo viwandani na viwanda vya matumizi ya nanomaterials vinaweza kuwa na afya ya kibinadamu na mazingira, kama ilivyopendekezwa na utafiti wa nanotoxicology . Kwa sababu hizi, vikundi vingine vinasisitiza kuwa nanotechnology itawekwa na serikali. Wengine wanasema kuwa udhibiti wa jumla unapinga uchunguzi wa kisayansi na maendeleo ya ubunifu wa manufaa. Mashirika ya uchunguzi wa afya ya umma , kama Taasisi ya Taifa ya Usalama na Afya ya Kazi wanafanya utafiti kwa ufanisi juu ya madhara ya afya ambayo husababishwa na yatokanayo na nanoparticles. [65] [66]

Bidhaa zingine za nanoparticle zinaweza kuwa na matokeo yasiyotarajiwa . Watafiti wamegundua kuwa nanoparticles za fedha za bakteriostatic kutumika katika soksi ili kupunguza harufu ya mguu zinatolewa katika safisha. [67] Hizi chembe hutajwa katika mkondo wa maji na zinaweza kuharibu bakteria ambazo ni vipengele muhimu vya mazingira ya asili, mashamba, na mchakato wa matibabu ya taka. [68]

Mazungumzo ya umma juu ya mtazamo wa hatari nchini Marekani na Uingereza uliofanywa na Kituo cha Nanoteknolojia katika Society iligundua kuwa washiriki walikuwa na chanya zaidi juu ya nanotechnologies kwa ajili ya matumizi ya nishati kuliko kwa matumizi ya afya, na maombi ya afya kuinua maadili na maadili kama vile gharama na upatikanaji. [69]

Wataalamu, ikiwa ni pamoja na mkurugenzi wa Mradi wa Kituo cha Woodrow Wilson Center juu ya Nanoteknolojia ya Kuongezeka David Rejeski, wamethibitisha [70] kuwa biashara ya mafanikio inategemea uangalizi wa kutosha, mkakati wa utafiti wa hatari, na ushiriki wa umma. Berkeley, California sasa ni jiji pekee huko Marekani kudhibiti mfumo wa nanoteknolojia; [71] Cambridge, Massachusetts mwaka 2008 ilifikiri kutekeleza sheria sawa, [72] lakini hatimaye alikataa. [73] Kutambua utafiti wote na matumizi ya nanoteknolojia, insurability ya nanoteknolojia inakabiliwa. [74] Bila ya udhibiti wa hali ya nanoteknolojia , upatikanaji wa bima binafsi kwa uharibifu waweza kuonekana kama muhimu ili kuhakikisha kwamba mizigo haifanyirikiana kikamilifu.

Masuala ya afya na mazingira

Video kuhusu athari za afya na usalama wa nanoteknolojia

Nanofibers hutumiwa katika maeneo kadhaa na katika bidhaa tofauti, kila kitu kutoka kwa mabawa ya ndege hadi raketi za tenisi. Inhaling nanoparticles zilizo na hewa na nanofibers zinaweza kusababisha magonjwa kadhaa ya pulmona , kwa mfano fibrosis . [75] Watafiti wamegundua kwamba wakati panya zilipumzika katika nanoparticles, chembe zilizowekwa katika ubongo na mapafu, ambazo zimesababisha ongezeko kubwa la biomarkers kwa kuvimba na majibu ya dhiki [76] na kwamba nanoparticles husababisha uzeekaji wa ngozi kupitia shida ya oksidi katika panya isiyo na nywele. [77] [78]

Utafiti wa miaka miwili katika Shule ya UCLA ya Afya ya Umma ilipata panya za maabara ya kuteketeza nano-titan dioksidi ilionyesha uharibifu wa DNA na chromosome kwa kiwango "kilichohusishwa na wauaji wote wa binadamu, yaani kansa, ugonjwa wa moyo, ugonjwa wa neva na kuzeeka". [79]

Utafiti mkubwa uliochapishwa hivi karibuni katika Nature Nanotechnology unaonyesha aina fulani za nanotubes za kaboni - mtoto wa bango kwa "mapinduzi ya nanoteknolojia" - inaweza kuwa kama madhara kama asbestosi ikiwa inhaled kwa kiasi cha kutosha. Anthony Seaton wa Taasisi ya Madawa ya Kazini huko Edinburgh, Scotland, ambaye alichangia kwa makala juu ya nanotubes ya kaboni alisema "Tunajua kwamba baadhi yao huenda na uwezekano wa kusababisha mesothelioma.Hivyo aina hizo za vifaa zinahitaji kushughulikiwa kwa makini sana." [80] Kutokuwepo kwa kanuni maalum kutoka kwa serikali, Paull na Lyons (2008) wameomba kusitishwa kwa nanoparticles iliyoboreshwa katika chakula. [81] Makala ya gazeti inaripoti kwamba wafanyakazi katika kiwanda cha rangi walikuwa na ugonjwa mkubwa wa mapafu na nanoparticles walipatikana katika mapafu yao. [82] [83] [84] [85]

Taratibu

Wito wa udhibiti mkubwa wa nanoteknolojia umetokea pamoja na mjadala unaoongezeka kuhusiana na hatari za afya na usalama wa binadamu wa nanoteknolojia. [86] Kuna mjadala muhimu kuhusu nani anayehusika na udhibiti wa nanoteknolojia. Baadhi ya mashirika ya udhibiti sasa yanafunika bidhaa na michakato ya nanoteknolojia (kwa viwango tofauti) - kwa "kuboresha" nanoteknolojia kwa sheria zilizopo - kuna vikwazo wazi katika serikali hizi. [87] Davies (2008) imependekeza ramani ya barabara ya udhibiti inayoelezea hatua za kukabiliana na mapungufu haya. [88]

Wadau waliohusika na ukosefu wa mfumo wa udhibiti wa kutathmini na kudhibiti hatari zinazohusiana na kutolewa kwa nanoparticles na nanotubes vimefananishwa na ugonjwa wa ugonjwa wa tumbo wa tumbo ("mifupa"), thalidomide , chakula kibadilishwa, [89] nishati ya nyuklia, uzazi teknolojia, bioteknolojia, na asbestosis . Dr Andrew Maynard, mshauri mkuu wa sayansi katika Mradi wa Woodrow Wilson Center juu ya Nanoteknolojia Kuongezeka, anahitimisha kuwa hakuna fedha za kutosha kwa ajili ya utafiti wa afya na usalama wa binadamu, na matokeo yake kwa sasa kuna ufahamu mdogo wa hatari za afya na usalama wa binadamu zinazohusishwa na nanoteknolojia . [90] Kwa sababu hiyo, wasomi fulani wameita maombi mazito ya kanuni ya tahadhari , na kibali cha kupitisha kuchelewa, kusajiliwa kwa kuongeza na mahitaji ya ziada ya maendeleo ya data kuhusiana na aina fulani za nanoteknolojia. [91] [92]

Ripoti ya Royal Society [14] ilitambua hatari ya nanoparticles au nanotubes iliyotolewa wakati wa kuharibu, uharibifu na kuchakata, na ilipendekeza kuwa "wazalishaji wa bidhaa zinazoanguka chini ya utawala wa wajibu wa kupanuliwa kama vile kanuni za mwisho wa maisha zinachapisha taratibu zinazoelezea jinsi hizi vifaa vinaweza kusimamiwa kupunguza uwezekano wa kutolewa kwa binadamu na mazingira "(p. xiii).

Kituo cha Nanotechnology katika Society kimepata kuwa watu huitikia nanoteknolojia tofauti, kutegemea maombi - na washiriki katika maamuzi ya umma zaidi juu ya nanotechnologies kwa nishati kuliko maombi ya afya - zinaonyesha kuwa yoyote ya simu wito kwa kanuni nano inaweza tofauti na sekta ya teknolojia. [69]

Angalia pia

  • Bionanoscience
  • Carbon nanotube
  • Uchafuzi wa umeme (Mfumo wa fizikia / nanoteknolojia)
  • Matumizi ya nishati ya nanoteknolojia
  • Uundaji wa ion implantation-ikiwa ni nanoparticle malezi
  • Nanobeacon ya dhahabu
  • Dhahabu ya nanoparticle
  • Orodha ya teknolojia zinazojitokeza
  • Orodha ya mashirika ya nanotechnology
  • Orodha ya programu kwa mfano wa nanostructures
  • Nanochains Magnetic
  • Vifaa vya kimwili
  • Nano-thermite
  • Programu ya kubuni ya molekuli
  • Mitambo ya masi
  • Nanobioteknolojia
  • Relay Nanoelectromechanical
  • Nanoengineering
  • Nanofluidics
  • NanoHUB
  • Nanometrolojia
  • Nanoparticle
  • Mitandao ya Nanoscale
  • Elimu ya Nanotechnology
  • Nanoteknolojia katika uongo
  • Nanoteknolojia katika matibabu ya maji
  • Nanoweapons
  • Initiative ya Nanoteknolojia ya Taifa
  • Kujitegemea ya nanoparticles
  • Juu-chini na chini-up
  • Utafiti wa tafsiri
  • Neneknolojia ya maji

Marejeleo

  1. ^ Drexler, K. Eric (1986). Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology . Doubleday. ISBN 0-385-19973-2 .
  2. ^ Drexler, K. Eric (1992). Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation . New York: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-57547-X .
  3. ^ Apply nanotech to up industrial, agri output Archived 2012-04-26 at the Wayback Machine ., The Daily Star (Bangladesh) , 17 April 2012.
  4. ^ Hubler, A. (2010). "Digital quantum batteries: Energy and information storage in nanovacuum tube arrays". Complexity . doi : 10.1002/cplx.20306 .
  5. ^ Shinn, E. (2012). "Nuclear energy conversion with stacks of graphene nanocapacitors". Complexity . doi : 10.1002/cplx.21427 .
  6. ^ Lyon, David; et., al. (2013). "Gap size dependence of the dielectric strength in nano vacuum gaps". IEEE . doi : 10.1109/TDEI.2013.6571470 .
  7. ^ Saini, Rajiv; Saini, Santosh; Sharma, Sugandha (2010). "Nanotechnology: The Future Medicine" . Journal of Cutaneous and Aesthetic Surgery . 3 (1): 32–33. doi : 10.4103/0974-2077.63301 . PMC 2890134 Freely accessible . PMID 20606992 .
  8. ^ Belkin, A.; et., al. (2015). "Self-Assembled Wiggling Nano-Structures and the Principle of Maximum Entropy Production". Sci. Rep . doi : 10.1038/srep08323 .
  9. ^ Buzea, C.; Pacheco, I. I.; Robbie, K. (2007). "Nanomaterials and nanoparticles: Sources and toxicity". Biointerphases . 2 (4): MR17–MR71. doi : 10.1116/1.2815690 . PMID 20419892 .
  10. ^ Binnig, G.; Rohrer, H. (1986). "Scanning tunneling microscopy". IBM Journal of Research and Development . 30 (4): 355–69.
  11. ^ "Press Release: the 1986 Nobel Prize in Physics" . Nobelprize.org. 15 October 1986. Archived from the original on 5 June 2011 . Retrieved 12 May 2011 .
  12. ^ Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O'Brien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E. (1985). "C 60 : Buckminsterfullerene". Nature . 318 (6042): 162–163. Bibcode : 1985Natur.318..162K . doi : 10.1038/318162a0 .
  13. ^ Adams, W. W.; Baughman, R. H. (2005). "RETROSPECTIVE: Richard E. Smalley (1943-2005)". Science . 310 (5756): 1916. doi : 10.1126/science.1122120 . PMID 16373566 .
  14. ^ a b "Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties" . Royal Society and Royal Academy of Engineering. July 2004. Archived from the original on 26 May 2011 . Retrieved 13 May 2011 .
  15. ^ "Nanotechnology: Drexler and Smalley make the case for and against 'molecular assemblers ' " . Chemical & Engineering News . American Chemical Society. 81 (48): 37–42. 1 December 2003. doi : 10.1021/cen-v081n036.p037 . Retrieved 9 May 2010 .
  16. ^ a b "Nanotechnology Information Center: Properties, Applications, Research, and Safety Guidelines" . American Elements . Archived from the original on 26 December 2014 . Retrieved 13 May 2011 .
  17. ^ a b "Analysis: This is the first publicly available on-line inventory of nanotechnology-based consumer products" . The Project on Emerging Nanotechnologies. 2008. Archived from the original on 5 May 2011 . Retrieved 13 May 2011 .
  18. ^ "Productive Nanosystems Technology Roadmap" (PDF) . Archived (PDF) from the original on 2013-09-08.
  19. ^ "NASA Draft Nanotechnology Roadmap" (PDF) . Archived (PDF) from the original on 2013-01-22.
  20. ^ Allhoff, Fritz; Lin, Patrick; Moore, Daniel (2010). What is nanotechnology and why does it matter?: from science to ethics . John Wiley and Sons. pp. 3–5. ISBN 1-4051-7545-1 .
  21. ^ Prasad, S. K. (2008). Modern Concepts in Nanotechnology . Discovery Publishing House. pp. 31–32. ISBN 81-8356-296-5 .
  22. ^ a b Kahn, Jennifer (2006). "Nanotechnology". National Geographic . 2006 (June): 98–119.
  23. ^ a b Kralj, Slavko; Makovec, Darko (27 October 2015). "Magnetic Assembly of Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticle Clusters into Nanochains and Nanobundles". ACS Nano . 9 (10): 9700–9707. doi : 10.1021/acsnano.5b02328 .
  24. ^ Rodgers, P. (2006). "Nanoelectronics: Single file". Nature Nanotechnology . doi : 10.1038/nnano.2006.5 .
  25. ^ Lubick N; Betts, Kellyn (2008). "Silver socks have cloudy lining". Environ Sci Technol . 42 (11): 3910. Bibcode : 2008EnST...42.3910L . doi : 10.1021/es0871199 . PMID 18589943 .
  26. ^ Phoenix, Chris (March 2005) Nanotechnology: Developing Molecular Manufacturing Archived 2005-09-01 at the Wayback Machine .. crnano.org
  27. ^ "Some papers by K. Eric Drexler" . imm.org . Archived from the original on 2006-04-11.
  28. ^ Carlo Montemagno, Ph.D. Archived 2011-09-17 at the Wayback Machine . California NanoSystems Institute
  29. ^ "Cover Story – Nanotechnology" . Chemical and Engineering News . 81 (48): 37–42. December 1, 2003.
  30. ^ Regan, BC; Aloni, S; Jensen, K; Ritchie, RO; Zettl, A (2005). "Nanocrystal-powered nanomotor" (PDF) . Nano Letters . 5 (9): 1730–3. Bibcode : 2005NanoL...5.1730R . doi : 10.1021/nl0510659 . PMID 16159214 . Archived (PDF) from the original on 2006-05-10.
  31. ^ Regan, B. C.; Aloni, S.; Jensen, K.; Zettl, A. (2005). "Surface-tension-driven nanoelectromechanical relaxation oscillator" (PDF) . Applied Physics Letters . 86 (12): 123119. Bibcode : 2005ApPhL..86l3119R . doi : 10.1063/1.1887827 . Archived (PDF) from the original on 2006-05-26.
  32. ^ Goodman, R.P.; Schaap, I.A.T.; Tardin, C.F.; Erben, C.M.; Berry, R.M.; Schmidt, C.F.; Turberfield, A.J. (9 December 2005). "Rapid chiral assembly of rigid DNA building blocks for molecular nanofabrication". Science . 310 (5754): 1661–1665. Bibcode : 2005Sci...310.1661G . doi : 10.1126/science.1120367 . ISSN 0036-8075 . PMID 16339440 .
  33. ^ "Wireless Nanocrystals Efficiently Radiate Visible Light" . Archived from the original on 14 November 2012 . Retrieved 5 August 2015 .
  34. ^ Narayan, R. J.; Kumta, P. N.; Sfeir, Ch.; Lee, D-H; Choi, D.; Olton, D. (2004). "Nanostructured Ceramics in Medical Devices: Applications and Prospects". JOM . 56 (10): 38–43. Bibcode : 2004JOM....56j..38N . doi : 10.1007/s11837-004-0289-x .
  35. ^ Cho, Hongsik; Pinkhassik, Eugene; David, Valentin; Stuart, John; Hasty, Karen (31 May 2015). "Detection of early cartilage damage using targeted nanosomes in a post-traumatic osteoarthritis mouse model" . Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine . Elsevier. 11 (4): 939–946. doi : 10.1016/j.nano.2015.01.011 . Retrieved 25 July 2015 .
    Kerativitayanan, Punyavee; Carrow, James K.; Gaharwar, Akhilesh K. (May 2015). "Nanomaterials for Engineering Stem Cell Responses". Advanced Healthcare Materials . 4 : 1600–27. doi : 10.1002/adhm.201500272 . PMID 26010739 .
    Gaharwar, A.K. [et al., edited by] (2013). Nanomaterials in tissue engineering : fabrication and applications . Oxford: Woodhead Publishing. ISBN 978-0-85709-596-1 .
    Gaharwar, AK; Peppas, NA; Khademhosseini, A (March 2014). "Nanocomposite hydrogels for biomedical applications" . Biotechnology and Bioengineering . 111 (3): 441–53. doi : 10.1002/bit.25160 . PMC 3924876 Freely accessible . PMID 24264728 .


  36. ^ Levins, Christopher G.; Schafmeister, Christian E. (2006). "The Synthesis of Curved and Linear Structures from a Minimal Set of Monomers". ChemInform . 37 (5). doi : 10.1002/chin.200605222 .
  37. ^ "Applications/Products" . National Nanotechnology Initiative. Archived from the original on 2010-11-20 . Retrieved 2007-10-19 .
  38. ^ "The Nobel Prize in Physics 2007" . Nobelprize.org. Archived from the original on 2011-08-10 . Retrieved 2007-10-19 .
  39. ^ Das S, Gates AJ, Abdu HA, Rose GS, Picconatto CA, Ellenbogen JC (2007). "Designs for Ultra-Tiny, Special-Purpose Nanoelectronic Circuits". IEEE Transactions on Circuits and Systems I . 54 (11): 2528–2540. doi : 10.1109/TCSI.2007.907864 .
  40. ^ Mashaghi, S.; Jadidi, T.; Koenderink, G.; Mashaghi, A. "Lipid Nanotechnology" . Int. J. Mol. Sci . 2013 (14): 4242–4282. Archived from the original on 2013-09-27.
  41. ^ Hogan, C. Michael (2010) "Virus" Archived 2011-10-16 at the Wayback Machine . in Encyclopedia of Earth . National Council for Science and the Environment. eds. S. Draggan and C. Cleveland
  42. ^ Ghalanbor Z, Marashi SA, Ranjbar B (2005). "Nanotechnology helps medicine: nanoscale swimmers and their future applications". Med Hypotheses . 65 (1): 198–199. doi : 10.1016/j.mehy.2005.01.023 . PMID 15893147 .
  43. ^ Kubik T, Bogunia-Kubik K, Sugisaka M (2005). "Nanotechnology on duty in medical applications". Curr Pharm Biotechnol . 6 (1): 17–33. PMID 15727553 .
  44. ^ Leary, SP; Liu, CY; Apuzzo, ML (2006). "Toward the Emergence of Nanoneurosurgery: Part III-Nanomedicine: Targeted Nanotherapy, Nanosurgery, and Progress Toward the Realization of Nanoneurosurgery". Neurosurgery . 58 (6): 1009–1026. doi : 10.1227/01.NEU.0000217016.79256.16 . PMID 16723880 .
  45. ^ Shetty RC (2005). "Potential pitfalls of nanotechnology in its applications to medicine: immune incompatibility of nanodevices". Med Hypotheses . 65 (5): 998–9. doi : 10.1016/j.mehy.2005.05.022 . PMID 16023299 .
  46. ^ Cavalcanti, A.; Shirinzadeh, B.; Freitas, R.; Kretly, L. (2007). "Medical Nanorobot Architecture Based on Nanobioelectronics". Recent Patents on Nanotechnology . 1 : 1–10. doi : 10.2174/187221007779814745 . PMID 19076015 .
  47. ^ Boukallel M, Gauthier M, Dauge M, Piat E, Abadie J (2007). "Smart microrobots for mechanical cell characterization and cell convoying". IEEE Trans. Biomed. Eng . 54 (8): 1536–40. doi : 10.1109/TBME.2007.891171 . PMID 17694877 .
  48. ^ "International Perspective on Government Nanotechnology Funding in 2005" (PDF) . Archived (PDF) from the original on 2012-01-31.
  49. ^ a b Lapshin, R. V. (2004). "Feature-oriented scanning methodology for probe microscopy and nanotechnology" (PDF) . Nanotechnology . UK: IOP. 15 (9): 1135–1151. Bibcode : 2004Nanot..15.1135L . doi : 10.1088/0957-4484/15/9/006 . ISSN 0957-4484 . Archived from the original on 2013-09-09.
  50. ^ a b Lapshin, R. V. (2011). "Feature-oriented scanning probe microscopy". In H. S. Nalwa. Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology (PDF) . 14 . USA: American Scientific Publishers. pp. 105–115. ISBN 1-58883-163-9 . Archived from the original on 2013-09-09.
  51. ^ Kafshgari, MH; Voelcker, NH; Harding, FJ (2015). "Applications of zero-valent silicon nanostructures in biomedicine". Nanomedicine (Lond) . 10 (16): 2553–71. doi : 10.2217/nnm.15.91 . PMID 26295171 .
  52. ^ Rajan, Reshmy; Jose, Shoma; Mukund, V. P. Biju; Vasudevan, Deepa T. (2011-01-01). "Transferosomes - A vesicular transdermal delivery system for enhanced drug permeation" . Journal of Advanced Pharmaceutical Technology & Research . 2 (3): 138–143. doi : 10.4103/2231-4040.85524 . ISSN 2231-4040 . PMC 3217704 Freely accessible . PMID 22171309 .
  53. ^ Kurtoglu M. E.; Longenbach T.; Reddington P.; Gogotsi Y. (2011). "Effect of Calcination Temperature and Environment on Photocatalytic and Mechanical Properties of Ultrathin Sol–Gel Titanium Dioxide Films". Journal of the American Ceramic Society . 94 (4): 1101–1108. doi : 10.1111/j.1551-2916.2010.04218.x .
  54. ^ "Nanotechnology Consumer Products" . nnin.org . 2010. Archived from the original on January 19, 2012 . Retrieved November 23, 2011 .
  55. ^ Nano in computing and electronics Archived 2011-11-14 at the Wayback Machine . at NanoandMe.org
  56. ^ Mayer, B., et al. "Long-term mutual phase locking of picosecond pulse pairs generated by a semiconductor nanowire laser." Nature Communications 8 (2017): 15521.
  57. ^ Nano in medicine Archived 2011-11-14 at the Wayback Machine . at NanoandMe.org
  58. ^ Nano in transport Archived 2011-10-29 at the Wayback Machine . at NanoandMe.org
  59. ^ Catalytic Converter at Wikipedia.org
  60. ^ How Catalytic Converters Work Archived 2014-12-10 at the Wayback Machine . at howstuffworks.com
  61. ^ Nanotechnology to provide cleaner diesel engines Archived 2014-12-14 at the Wayback Machine .. RDmag.com. September 2014
  62. ^ Cassidy (2014). "Nanotechnology in the Regeneration of Complex Tissues" . Bone and Tissue Regeneration Insights : 25. doi : 10.4137/BTRI.S12331 . PMC 4471123 Freely accessible .
  63. ^ Cassidy, J. W.; Roberts, J. N.; Smith, C. A.; Robertson, M.; White, K.; Biggs, M. J.; Oreffo, R. O. C.; Dalby, M. J. (2014). "Osteogenic lineage restriction by osteoprogenitors cultured on nanometric grooved surfaces: The role of focal adhesion maturation" . Acta Biomaterialia . 10 (2): 651–660. doi : 10.1016/j.actbio.2013.11.008 . Archived from the original on 2017-08-30.
  64. ^ Amir, Y.; Ben-Ishay, E.; Levner, D.; Ittah, S.; Abu-Horowitz, A.; Bachelet, I. (2014). "Universal computing by DNA origami robots in a living animal" . Nature Nanotechnology . 9 (5): 353–357. Bibcode : 2014NatNa...9..353A . doi : 10.1038/nnano.2014.58 . PMC 4012984 Freely accessible .
  65. ^ "CDC – Nanotechnology – NIOSH Workplace Safety and Health Topic" . National Institute for Occupational Safety and Health. June 15, 2012. Archived from the original on September 4, 2015 . Retrieved 2012-08-24 .
  66. ^ "CDC – NIOSH Publications and Products – Filling the Knowledge Gaps for Safe Nanotechnology in the Workplace" . National Institute for Occupational Safety and Health. November 7, 2012. Archived from the original on November 11, 2012 . Retrieved 2012-11-08 .
  67. ^ Lubick, N; Betts, Kellyn (2008). "Silver socks have cloudy lining". Environmental Science & Technology . 42 (11): 3910. Bibcode : 2008EnST...42.3910L . doi : 10.1021/es0871199 . PMID 18589943 .
  68. ^ Murray R.G.E. (1993) Advances in Bacterial Paracrystalline Surface Layers . T. J. Beveridge, S. F. Koval (Eds.). Plenum Press. ISBN 978-0-306-44582-8 . pp. 3–9.
  69. ^ a b Harthorn, Barbara Herr (January 23, 2009) "People in the US and the UK show strong similarities in their attitudes toward nanotechnologies" Archived 2011-08-23 at the Wayback Machine .. Nanotechnology Today.
  70. ^ Testimony of David Rejeski for U.S. Senate Committee on Commerce, Science and Transportation Archived 2008-04-08 at the Wayback Machine . Project on Emerging Nanotechnologies. Retrieved on 2008-3-7.
  71. ^ DelVecchio, Rick (November 24, 2006) Berkeley considering need for nano safety Archived 2008-04-09 at the Wayback Machine .. sfgate.com
  72. ^ Bray, Hiawatha (January 26, 2007) Cambridge considers nanotech curbs – City may mimic Berkeley bylaws Archived 2008-05-11 at the Wayback Machine .. boston.com
  73. ^ Recommendations for a Municipal Health & Safety Policy for Nanomaterials: A Report to the Cambridge City Manager Archived 2011-07-14 at the Wayback Machine .. nanolawreport.com. July 2008.
  74. ^ Encyclopedia of Nanoscience and Society, edited by David H. Guston, Sage Publications, 2010; see Articles on Insurance and Reinsurance (by I. Lippert).
  75. ^ Byrne, J. D.; Baugh, J. A. (2008). "The significance of nanoparticles in particle-induced pulmonary fibrosis" . McGill journal of medicine : MJM : an international forum for the advancement of medical sciences by students . 11 (1): 43–50. PMC 2322933 Freely accessible . PMID 18523535 .
  76. ^ Elder, A. (2006). Tiny Inhaled Particles Take Easy Route from Nose to Brain. urmc.rochester.edu Archived September 21, 2006, at the Wayback Machine .
  77. ^ Wu, J; Liu, W; Xue, C; Zhou, S; Lan, F; Bi, L; Xu, H; Yang, X; Zeng, FD (2009). "Toxicity and penetration of TiO2 nanoparticles in hairless mice and porcine skin after subchronic dermal exposure". Toxicology letters . 191 (1): 1–8. doi : 10.1016/j.toxlet.2009.05.020 . PMID 19501137 .
  78. ^ Jonaitis, TS; Card, JW; Magnuson, B (2010). "Concerns regarding nano-sized titanium dioxide dermal penetration and toxicity study". Toxicology letters . 192 (2): 268–9. doi : 10.1016/j.toxlet.2009.10.007 . PMID 19836437 .
  79. ^ Schneider, Andrew (March 24, 2010) "Amid Nanotech's Dazzling Promise, Health Risks Grow" Archived 2010-03-26 at the Wayback Machine .. AOL News
  80. ^ Weiss, R. (2008). Effects of Nanotubes May Lead to Cancer, Study Says. Archived 2011-06-29 at the Wayback Machine .
  81. ^ Paull, J. & Lyons, K. (2008). "Nanotechnology: The Next Challenge for Organics" (PDF) . Journal of Organic Systems . 3 : 3–22. Archived (PDF) from the original on 2011-07-18.
  82. ^ Smith, Rebecca (August 19, 2009). "Nanoparticles used in paint could kill, research suggests" . London: Telegraph. Archived from the original on March 15, 2010 . Retrieved May 19, 2010 .
  83. ^ Nanofibres 'may pose health risk' Archived 2012-08-25 at the Wayback Machine .. BBC. 2012-08-24
  84. ^ Schinwald, A.; Murphy, F. A.; Prina-Mello, A.; Poland, C. A.; Byrne, F.; Movia, D.; Glass, J. R.; Dickerson, J. C.; Schultz, D. A.; Jeffree, C. E.; MacNee, W.; Donaldson, K. (2012). "The Threshold Length for Fiber-Induced Acute Pleural Inflammation: Shedding Light on the Early Events in Asbestos-Induced Mesothelioma". Toxicological Sciences . 128 (2): 461–470. doi : 10.1093/toxsci/kfs171 .
  85. ^ Is Chronic Inflammation the Key to Unlocking the Mysteries of Cancer? Archived 2012-11-04 at the Wayback Machine . Scientific American. 2008-11-09
  86. ^ Kevin Rollins (Nems Mems Works, LLC). "Nanobiotechnology Regulation: A Proposal for Self-Regulation with Limited Oversight" . Volume 6 – Issue 2 . Archived from the original on 14 July 2011 . Retrieved 2 September 2010 .
  87. ^ Bowman D, Hodge G (2006). "Nanotechnology: Mapping the Wild Regulatory Frontier". Futures . 38 (9): 1060–1073. doi : 10.1016/j.futures.2006.02.017 .
  88. ^ Davies, J. C. (2008). Nanotechnology Oversight: An Agenda for the Next Administration Archived 2008-11-20 at the Wayback Machine ..
  89. ^ Rowe, G. (2005). "Difficulties in evaluating public engagement initiatives: Reflections on an evaluation of the UK GM Nation? Public debate about transgenic crops". Public Understanding of Science . 14 (4): 331–352. doi : 10.1177/0963662505056611 .
  90. ^ Maynard, A. Testimony by Dr. Andrew Maynard for the U.S. House Committee on Science and Technology . (2008-4-16). Retrieved on 2008-11-24. Archived May 29, 2008, at the Wayback Machine .
  91. ^ Faunce, T.; Murray, K.; Nasu, H.; Bowman, D. (2008). "Sunscreen Safety: The Precautionary Principle, the Australian Therapeutic Goods Administration and Nanoparticles in Sunscreens". NanoEthics . 2 (3): 231–240. doi : 10.1007/s11569-008-0041-z .
  92. ^ Thomas Faunce; Katherine Murray; Hitoshi Nasu & Diana Bowman (24 July 2008). "Sunscreen Safety: The Precautionary Principle, The Australian Therapeutic Goods Administration and Nanoparticles in Sunscreens" (PDF) . Springer Science + Business Media B.V . Retrieved 18 June 2009 .

Viungo vya nje