من أعلى لأسفل مقابل من أسفل لأعلى في تقنية النانو
تقوم تقنية النانو بتصميم أو تطوير أو معالجة بمقياس نانومتر (جزء من المليار من المتر). يجب أن يكون حجم كائن التعامل أقل من مائة نانومتر على الأقل في بُعد واحد لاستدعاء شيء ما ليكون تقنية النانو. هناك طريقتان للتصميم في تقنية النانو تُعرفان باسم من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى. كلا الأسلوبين مفيدان في أنواع مختلفة من التطبيقات.
من أعلى إلى أسفل
في النهج من أعلى إلى أسفل ، يتم تصنيع كائنات مقياس النانو عن طريق معالجة كائنات أكبر في الحجم. يعتبر تصنيع الدوائر المتكاملة مثالاً لتقنية النانو من أعلى إلى أسفل.الآن نمت إلى مستوى تصنيع الأنظمة الكهروميكانيكية النانوية (NEMS) حيث يتم تضمين المكونات الميكانيكية الدقيقة مثل الروافع والينابيع وقنوات السوائل إلى جانب الدوائر الإلكترونية في شريحة صغيرة. المواد الأولية في هذه التصنيعات هي هياكل كبيرة نسبيًا مثل بلورات السيليكون. الطباعة الحجرية هي التقنية التي مكنت من صنع مثل هذه الرقائق الدقيقة وهناك أنواع عديدة منها مثل الصور ، شعاع الإلكترون والطباعة الحجرية بشعاع الأيونات.
في بعض التطبيقات ، يتم طحن المواد الأكبر حجمًا إلى مقياس نانومتر لزيادة مساحة السطح إلى نسبة العرض إلى الارتفاع من أجل مزيد من التفاعل. نانو الذهب والفضة النانوية وثاني أكسيد التيتانيوم هي مواد نانو تستخدم في تطبيقات مختلفة. عملية تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية باستخدام الجرافيت في فرن القوس هي مثال آخر لتقنية النانو من أعلى إلى أسفل.
من أسفل إلى أعلى
النهج التصاعدي في تكنولوجيا النانو يصنع بنى نانوية أكبر من كتل بناء أصغر مثل الذرات والجزيئات.التجميع الذاتي حيث يتم تجميع الهياكل النانوية المرغوبة ذاتيًا دون أي تلاعب خارجي. عندما يصبح حجم الكائن أصغر في التصنيع النانوي ، فإن النهج التصاعدي هو مكمل مهم بشكل متزايد للتقنيات التنازلية.
النهج التصاعدي يمكن العثور على تقنية النانو من الطبيعة ، حيث استغلت الأنظمة البيولوجية القوى الكيميائية لإنشاء هياكل للخلايا اللازمة للحياة. يقوم العلماء والمهندسون بإجراء أبحاث لتقليد هذه النوعية من الطبيعة لإنتاج مجموعات صغيرة من ذرات معينة ، والتي يمكن أن تتجمع ذاتيًا في هياكل أكثر تعقيدًا. يعد تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية باستخدام طريقة البلمرة المحفزة بالمعدن مثالًا جيدًا لتقنية النانو من أسفل إلى أعلى.
الآلات الجزيئية والتصنيع هو مفهوم لتقنية النانو من أسفل إلى أعلى قدمه إريك دريكسلر في كتابه محركات الخلق في عام 1987. وقد أعطى وجهات نظر مبكرة حول كيفية استخدام الأنظمة الميكانيكية على نطاق النانو لبناء هياكل جزيئية معقدة
الفرق بين نهج من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى في تكنولوجيا النانو
1. تبدأ عملية التصنيع من الهياكل الأكبر في نهج من أعلى إلى أسفل حيث تكون وحدات البناء الأولية أصغر من التصميم النهائي في النهج التصاعدي
2. يمكن أن ينتج التصنيع التصاعدي هياكل ذات أسطح وحواف مثالية (غير مجعدة ولا تحتوي على تجاويف وما إلى ذلك) على الرغم من أن الأسطح والحواف الناتجة عن التصنيع من أعلى إلى أسفل ليست مثالية لأنها مجعدة أو تحتوي على تجاويف.
3. تعد تقنيات التصنيع ذات النهج التصاعدي أحدث من التصنيع من أعلى إلى أسفل ومن المتوقع أن تكون بديلاً لها في بعض التطبيقات (على سبيل المثال: الترانزستورات).
4. تتميز منتجات النهج التصاعدي بدقة عالية (مزيد من التحكم في أبعاد المواد) وبالتالي يمكنها تصنيع هياكل أصغر مقارنة بالنهج التنازلي.
5. في النهج من أعلى إلى أسفل ، هناك قدر معين من المواد المهدورة حيث تتم إزالة بعض الأجزاء من الهيكل الأصلي على النقيض من النهج التصاعدي حيث لا تتم إزالة أي جزء مادي.
