Наноархитектоника
Наноархитектоника — технология, позволяющая расположить наноразмерные структурные единицы, обычно группу атомов или молекул , в заданной конфигурации. В нем используются два основных процесса: нанотворение и наноорганизация. Наноорганизация предполагает перестановку структурных единиц по желаемому образцу, а нанотворение — это синтез новых материалов, не существующих в природе. Например, отделив атомные листы от графитовой новый наноматериал графен пластины, можно получить , свойства которого сильно отличаются от графита.
Наноархитектоника не ограничивается нанотворчеством и наноорганизацией, а скорее использует эти методы для понимания и использования конечных функций материалов. Важные технологии для достижения этой цели включают манипулирование отдельными атомами и молекулами посредством физических взаимодействий, химических реакций , приложенных полей или самосборки .
Примеры
[ редактировать ]Типичным примером наноорганизации является разработка схемы наноэлектроники . Сложные электронные устройства производятся экспериментально с использованием ранее открытых материалов, таких как углеродные нанотрубки , фуллерены , графен , одиночные молекулы, имеющие функциональные группы и т. д. Однако их практическое использование невозможно без технологии (наноорганизации) для интеграции и связи этих устройств. в систему.
Примеры таких технологий: [1]
- Физическое манипулирование атомами и молекулами уже достигалось с использованием, например, атомарно острых игл сканирующего туннельного микроскопа или атомно-силового микроскопа .
- Химические манипуляции могут быть реализованы, например, посредством электрохимических реакций, индуцированных локализованным электрическим полем в наноэлектронном устройстве, или посредством локальной полимеризации .
- Полевое манипулирование — широко изученное направление, в котором контроль над атомами или молекулами достигается с помощью различных комбинаций электрических, магнитных, упругих и других полей. Известный пример — манипулирование отдельными атомами лазерными лучами (« оптические пинцеты »).
- Самосборка обычно включает более слабые взаимодействия, такие как силы Ван-дер-Ваальса . Обычными примерами самосборки являются рост молекулярного кристалла , например снега .
История
[ редактировать ]Важность архитектоники в нанонауке и нанотехнологиях впервые была подчеркнута в 1999 году в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA). [1] [2] пройдет первый Международный симпозиум по наноархитектонике В следующем году в Цукубе , Япония, . В 2003 году термин «наноархитектоника» был впервые упомянут в рецензируемой статье немецкой группой из Свободного университета Берлина , и в том же году в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе был открыт специализированный исследовательский центр «Функциональная инженерная наноархитектоника». В 2007 году в Цукубе были созданы аналогичные центры: Международный центр наноархитектоники материалов в НИМС и Межфазной наноархитектоники в АИСТ . [1]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Кацухико Арига, Митихиро Нисикава, Тайдзо Мори, Джун Такея, Лок Кумар Шреста и Джонатан П. Хилл (2019). «Самосборка как ключевой игрок в наноархитектонике материалов» . Наука и технология перспективных материалов . 20 (1): 51–95. Бибкод : 2019STAdM..20...51A . дои : 10.1080/14686996.2018.1553108 . ПМК 6374972 . ПМИД 30787960 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Гил Маркович; К. Патрик Коллиер; Свен Э. Хенрикс; Франсуаза Ремакль; Рафаэль Д. Левин; Джеймс Р. Хит (1999). «Архитектурные тела из квантовых точек». Отчеты о химических исследованиях . 32 (5): 415–423. CiteSeerX 10.1.1.545.6188 . дои : 10.1021/ar980039x .
Внешние ссылки
[ редактировать ]