Nanotechnologia - Polski Serwis Naukowy

Nanotechnologia – to ogólna nazwa całego zestawu technik i sposobów tworzenia rozmaitych struktur o rozmiarach nanometrycznych (od 0,1 do 100 nanometrów), czyli na poziomie pojedynczych atomów i cząsteczek.

Historia nanotechnologii

Historia nanotechnologii sięga lat 50. XX w. gdy Richard P. Feynman wygłosił wykład There's Plenty Room at the Bottom (w wolnym tłumaczeniu Dużo zmieści się u podstaw lub Tam na dole jest jeszcze dużo miejsca). Rozpoczynając od wyobrażenia sobie, co trzeba zrobić by zmieścić 24-tomową Encyklopedię Britannikę na łebku od szpilki, Feynman przedstawił koncepcję miniaturyzacji oraz możliwości tkwiące w wykorzystaniu technologii mogącej operować na poziomie nanometrowym. Na koniec ustanowił dwie nagrody (zwane Nagrodami Feynmana) po tysiąc dolarów każda:

Klaster (zgęstek) jest to metastabilne (nietrwałe) zgrupowanie materii hadronowej. Ze względu na miejsce powstania klastra można mówić o dwóch ich rodzajach.
Nauka – autonomiczna część . Nauka jest budowana i rozwijana wyłącznie za pomocą tzw. metody naukowej lub metod naukowych nazywanych też paradygmatami nauki poprzez działalność badawczą prowadzącą do publikowania wyników naukowych dociekań. Proces publikowania i wielokrotne powtarzanie badań w celu weryfikacji ich wyników, prowadzi do powstania wiedzy naukowej dostępnej dla całej ludzkości. Zarówno ta wiedza jak i sposoby jej gromadzenia określane są razem jako nauka.

Za wykonanie silnika mieszczącego się w sześcianie o boku nie większym niż 1/64 cala. Wypłacenie pierwszej nagrody było dla Feynmana rozczarowaniem, ponieważ wyobrażał sobie, że osiągnięcie postawionych przez niego celów będzie wymagało dokonania się przełomu technologicznego. Nie docenił jednak możliwości współczesnej mikroelektroniki, bo nagroda została zdobyta przez 35-letniego inżyniera Williama H. McLellana już w roku 1960. Jego silnik ważył 250 mikrogramów i miał moc 1 mW.

Za zmniejszenie strony z książki do rozmiaru w skali 1/25 000. Strona taka mogłaby być przeczytana tylko mikroskopem elektronowym. W 1985 na Uniwersytecie Stanford Thomas Newman odtworzył pierwszy akapit Opowieści o dwóch miastach Karola Dickensa w zadanej przez Feynmana skali, wykorzystując w tym celu wiązki elektronowe.

Lata 80. i 90. XX w. to okres gwałtownego rozwoju technik litograficznych oraz produkcji ultracienkich warstw kryształów (technologie MOCVD, MBE). Do ważnych osiągnięć technologicznych zaliczyć można:

Richard Phillips Feynman [ˈɹɪtʃɝd ˈfɪlɪps ˈfaɪnmən] (ur. 11 maja 1918 w Nowym Jorku, zm. 15 lutego 1988 w Los Angeles) – amerykański fizyk teoretyk.
Prószyński Media – polskie wydawnictwo z siedzibą w Warszawie. Istnieje od 2002. Ma status spółki z ograniczoną odpowiedzialnością. Od 2002 zajmuje się wydawaniem czasopism. Zaczęło od przejęcia "Nowej Fantastyki", pierwszego polskiego miesięcznika poświęconego fantastyce (ukazującego się od 1982), oraz od uruchomienia "Tak mieszkam", nowego pisma o urządzaniu wnętrz. W 2004 od Agory odkupiło "Wiedzę i Życie", najstarsze czasopismo popularnonaukowe wydawane w Polsce (od 1926). W grudniu 2008 przejęło dział książek (w praktyce całą działalność) od wydawnictwa Prószyński i S-ka SA, a w październiku 2009 połączyło się z tym wydawnictwem. W procesie łączenia było spółką przejmującą. Spółka Prószyński i S-ka SA przestała istnieć, a wdawnictwo Prószyński Media stało się jej prawnym następcą. Mieczysław Prószyński jest głównym udziałowcem (z pięciu) i skupia w swoim ręku 80% udziałów. Prezesem jest Maciej Makowski.

wykonanie napisu IBM przez dwóch fizyków Donalda M. Eiglera i Erharda Schweizera za pomocą skaningowego mikroskopu tunelowego, używając do tego celu 35 atomów;

odkrycie fulerenów;

metody wiązek molekularnych i wykorzystanie do tworzenia studni kwantowych, drutów kwantowych i kropek kwantowych;

odkrycie i badanie właściwości nanorurek.

W 2007 roku nanotechnolodzy z Technionu umieścili cały hebrajski tekst Starego Testamentu na obszarze zaledwie 0,5 milimetra kwadratowego na pokrytej złotem krzemowej płytce. Tekst został wryty przez skierowanie na płytkę skupionego strumienia jonów galu.

Litografia (zob. lit) — technika graficzna zaliczana do druku płaskiego, gdzie rysunek przeznaczony do powielania wykonuje się na kamieniu litograficznym, także odbitki wykonane tą techniką.
Druty kwantowe to jednowymiarowe struktury, w których ruch elektronów jest ograniczony w kierunkach poprzecznych, i pozbawiony ograniczeń w kierunku podłużnym. Ograniczeniem tym są najczęściej bardzo niewielkie rozmiary poprzeczne drutu. Taka struktura charakteryzuje się tym, że energie elektronów związane z ruchem poprzecznym są skwantowane, natomiast ruch elektronów w kierunku podłużnym odbywa się tak jak w krysztale masywnym (w szczególnym przypadku jest to ruch swobodnych nośników). To z kolei powoduje, że opór przewodnika i jego przewodność są skwantowane (formuła Landauera).

Nanotechnologia a organizmy żywe

Warto zwrócić też uwagę, że "nanotechnologię" uprawiają już od dawna wszystkie organizmy żywe. Wiele struktur występujących wewnątrz komórek to rodzaje mikromaszyn, struktura takich naturalnych materiałów, jak drewno, łodygi roślin, kości czy skóra to tworzywa, których struktura jest kontrolowana na poziomie pojedynczych cząsteczek. Zagadnienia te bada Nanobiotechnologia.

Cal (ang. inch) – pozaukładowa jednostka miary długości odpowiadająca szerokości kciuka. Jedna z tzw. jednostek imperialnych. W USA ta jednostka miary jest podstawową jednostką miary używaną m.in. w budownictwie, medycynie, policji (np. do pomiaru wzrostu człowieka), mechanice i wielu innych dziedzinach.
Jon – atom lub grupa atomów połączonych wiązaniami chemicznymi, która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Obojętne elektrycznie atomy i cząsteczki związków chemicznych posiadają równą liczbę elektronów i protonów, jony zaś są elektrycznie naładowane dodatnio lub ujemnie.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)