Produktivní nanosystémy - Productive nanosystems
![]() | tento článek nemusí se soustředit nebo se může týkat více než jednoho tématu.Květen 2019) ( |
Část série článků o |
Molekulární nanotechnologie |
---|
|
The Technologický plán pro produktivní nanosystémy definuje "produktivní nanosystémy„jako funkční nanoměřítku systémy které dělají atomicky - specifikováno struktur a zařízení pod programové kontrolu, tj. vykonávají atomově přesná výroba. Taková zařízení jsou v současné době pouze hypotetická a produktivní nanosystémy představují pokročilejší přístup k provádění Atomically Precise Manufacturing. V roce 2015 uspořádalo energetické oddělení seminář o integrovaných nanosystémech pro atomově přesnou výrobu.[1]
Dnešní technologie jsou omezeny různými způsoby. Velké atomově přesné struktury (tj. Prakticky bezchybné) neexistují. Komplex 3D nanoscale struktury existují ve formě složených lineárních molekul, jako jsou DNA origami a bílkoviny. Je také možné stavět velmi malé atomově přesné struktury pomocí mikroskopie skenovací sondy konstruovat molekuly, jako je FeCO[2] a Triangulen, nebo provést litografii k depasivaci vodíku.[3] Zatím však není možné systematicky kombinovat komponenty k vytváření větších a složitějších systémů.
Principy fyziky i příklady z přírody naznačují, že bude možné rozšířit atomově přesnou výrobu na složitější produkty větší velikosti, zahrnující širší škálu materiálů. Příkladem pokroku v tomto směru bude Christian Schafmeister pracuje na bis-peptidy.
Fáze pokroku v nanotechnologii
Mihail Roco, jeden z architektů americké Národní nanotechnologické iniciativy, navrhl čtyři stavy nanotechnologií, které se zdají paralelně s technickým pokrokem průmyslové revoluce, z nichž jsou produktivní nanosystémy nejpokročilejší.[4]
1. Pasivní nanostruktury - nanočástice a nanotrubice, které poskytují přidanou pevnost, elektrickou a tepelnou vodivost, houževnatost, hydrofilní / fobní a / nebo jiné vlastnosti, které vycházejí z jejich struktury v měřítku.
2. Aktivní nanozařízení - nanostruktury, které mění stavy za účelem transformace energie, informací a / nebo k provádění užitečných funkcí. Diskutuje se o tom, zda se zde kvalifikují nejmodernější integrované obvody, protože fungují navzdory vznikajícím vlastnostem v nanoměřítku, ne kvůli nim. Argument tedy zní, že se nekvalifikují jako „nové“ vlastnosti v nanoměřítku, i když samotná zařízení jsou mezi jedním a sto nanometry.
3. Složité nanomachiny - sestavení různých nanozařízení do nanosystému za účelem dosažení komplexní funkce. Někdo by to namítal Zettl stroje patří do této kategorie; jiní tvrdí, že moderní mikroprocesory a FPGA také fit.
4. Systémy nanosystémů / Produktivní nanosystémy - budou to komplexní nanosystémy, které produkují atomově přesné součásti pro jiné nanosystémy, přičemž nemusí nutně využívat nové vlastnosti vznikající v nanoměřítku, ale dobře pochopené základy výroby. Vzhledem k diskrétní (tj. Atomové) povaze hmoty a možnosti exponenciálního růstu je tato fáze považována za základ další průmyslové revoluce. V současné době existuje mnoho různých přístupů k budování produktivních nanosystémů: včetně přístupů shora dolů, jako je vzorovaný epitaxe atomové vrstvy [5] a Diamondoid Mechanosyntéza.[6] Existují také přístupy zdola nahoru jako DNA Origami a Bis-peptid Syntéza.[7]
Pátý krok, konvergence informace / bio / nano, přidal později Roco. Jedná se o konvergenci tří nejrevolučnějších technologií, protože každý živý tvor je tvořen atomy a informacemi.
Viz také
Reference
- ^ „Workshop integrovaných nanosystémů pro atomově přesnou výrobu - 5. – 6. Srpna 2015 | ministerstvo energetiky“. www.energy.gov. Citováno 2018-06-05.
- ^ "Tvorba a charakterizace jednoho vazu pomocí skenovacího tunelového mikroskopu | Researchgate". www.researchgate.com. Citováno 2018-07-11.
- ^ „Atomically Precise Manufacturing: The Opportunity, Challenges, and Impact | Researchgate“. www.researchgate.com. Citováno 2018-07-16.
- ^ „Mezinárodní pohled na financování vládních nanotechnologií v roce 2005“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 31.01.2012.
- ^ „Prezentace společnosti Zyvex od Johna Randalla: Atomically Precise Manufacturing will happen: the case for this decade“ (PDF).
- ^ „Spolupráce v nanoprůmyslu“.
- ^ „Molecular lego,“ Schafmeister, C. E., Scientific American, 2007, 296, 76