Tantaran'ny famoronana - nanotechnology

Efa tany amin’ny 600 tal. Ny olona dia namokatra rafitra nanotype, izany hoe kofehy simenitra amin'ny vy, antsoina hoe Wootz. Nitranga tany India izany, ary azo heverina ho fiandohan'ny tantaran'ny nanotechnology izany.

VI-XV p. Ny loko ampiasaina mandritra io vanim-potoana io rehefa hosodoko ny varavarankelin'ny fitaratra miloko dia mampiasa klôro volamena, klôro metaly hafa, ary oksida metaly.

Taonjato IX-XVII Toerana maro any Eoropa no mamokatra “glitter” sy zavatra hafa mba hamirapiratra ny seramika sy ny zavatra hafa. Nisy nanopartikely metaly izy ireo, matetika volafotsy na varahina.

XIII-XVIII w. Ny "vy Damaskosy" novokarina nandritra ireo taonjato ireo, izay nanaovana ny fitaovam-piadiana fotsy malaza eran-tany, dia misy nanotubes karbônina sy nanofibera simenitra.

1857 Michael Faraday dia mahita volamena koloid miaraka amin'ny loko robina mampiavaka ny nanopartikely volamena.

1931 Max Knoll sy Ernst Ruska dia manamboatra mikraoskaopy elektrônika any Berlin, fitaovana voalohany ahafahan'ny olona mahita ny firafitry ny nanopartikely amin'ny ambaratonga atomika. Arakaraky ny ambony ny angovon'ny elektrôna no fohy ny halavan'ny onjan'izy ireo ary ny lehibe kokoa ny famahana ny mikraoskaopy. Ny santionany dia ao anaty banga ary matetika dia rakotra sarimihetsika metaly. Ny taratra elektronika dia mandalo amin'ny zavatra andrana ary tonga any amin'ireo mpitsikilo. Miorina amin'ny famantarana voarefy, manangana sarin'ny santionany fitsapana ny fitaovana elektronika.

1936 Erwin Müller, miasa ao amin'ny laboratoara Siemens, dia namorona ny microscope emission emission, ilay endrika tsotra indrindra amin'ny microscope electron emission. Ity mikraoskaopy ity dia mampiasa saha elektrika avo lenta ho an'ny famoahana sy sary.

1950 Victor La Mer sy Robert Dinegar dia mamorona fototra teorika ho an'ny teknika hahazoana akora colloidal monodisperse. Izany dia nahafahana namokatra karazana taratasy manokana, loko ary sarimihetsika manify amin'ny sehatra indostrialy.

1956 Arthur von Hippel ao amin'ny Massachusetts Institute of Technology (MIT) no namorona ny teny hoe "injeniera molekule".

1959 Richard Feynman dia manome lahateny hoe "Misy efitra be ao ambany." Nanomboka tamin'ny fakana sary an-tsaina hoe inona no ilaina mba hifanaraka amin'ny Encyclopedia Britannica 24-boky eo amin'ny lohan'ny pin iray, dia nampiditra ny foto-kevitry ny miniaturization sy ny mety hampiasana teknolojia izay afaka miasa amin'ny haavon'ny nanometer. Tamin'ity indray mitoraka ity dia nanangana loka roa izy (ilay antsoina hoe Feynman Prizes) ho an'ny zava-bita amin'ity sehatra ity - mitentina arivo dolara ny tsirairay.

1960 Nandiso fanantenana an'i Feynman ny fandoavana ny loka voalohany. Nihevitra izy fa ilaina ny fandrosoana ara-teknolojia mba hanatratrarana ny tanjony, saingy tamin'izany fotoana izany dia nanambany ny mety ho an'ny microelectronics izy. Ny mpandresy dia i William H. McLellan, injeniera, 35 taona. Namorona motera milanja 250 micrograms izy, manana hery 1 mW.

1968 Alfred Y. Cho sy John Arthur dia namolavola ny fomba epitaxy. Izany dia mamela ny fananganana ny ambonin'ny monoatomic sosona mampiasa semiconductor teknolojia - mitombo vaovao monocrystalline sosona amin'ny efa misy kristaly substrate, duplicating ny firafitry ny efa misy kristaly makarakara ny substrate. Ny karazana epitaxy dia ny epitaxy amin'ny fitambarana molekiola, izay mamela ny fametrahana ireo sosona kristaly iray matevina matevina. Ity fomba ity dia ampiasaina amin'ny famokarana teboka quantum sy ny antsoina hoe sosona manify.

1974 Fampidirana ny teny hoe "nanotechnologie". Izy io dia nampiasain'ny mpikaroka ao amin'ny Oniversiten'i Tokyo Norio Taniguchi tamin'ny fihaonambe siantifika. Ny famaritana ny fizika japoney dia mbola ampiasaina ary toy izao ny feo: "Ny nanotechnologie dia famokarana mampiasa teknolojia izay ahafahan'ny olona iray mahatratra precision avo be sy habe faran'izay kely, i.e. fahamarinan'ny baiko 1 nm."

Visualization ny quantum drop

80 sy 90 Vanim-potoanan'ny fivoarana haingana ny teknolojia lithographic sy ny famokarana kristaly ultrathin sosona. Ny voalohany, MOCVD (), dia fomba fametrahana sosona eny ambonin'ny fitaovana amin'ny alalan'ny kanto organometallika gazy. Izany no iray amin'ireo fomba epitaxial, noho izany ny anarana hafa - MOSFE (). Ny fomba faharoa, MBE, dia mamela ny fametrahana ny sosona nanometer tena manify miaraka amin'ny firafitry ny simika voafaritra tsara sy ny fizarana mazava tsara ny mombamomba ny fifantohana loto. Izany dia azo atao noho ny zava-misy fa ny singa ao amin'ny sosona dia omena ny substrate amin'ny andry molekiola misaraka.

1981 Gerd Binnig sy Heinrich Rohrer dia mamorona mikraoskaopy mpanelanelana. Amin'ny fampiasana ny herin'ny fifampikasohana interatomika, dia ahafahanao maka sary amin'ny velarana iray miaraka amin'ny filaharan'ny haben'ny atoma tokana amin'ny alàlan'ny fihetsehana lelany ambony na ambanin'ny santionany. Tamin'ny 1989, ny fitaovana dia nampiasaina mba hanodinana ny atoma tsirairay. Binnig sy Rohrer dia nahazo ny loka Nobel momba ny fizika tamin'ny 1986.

1985 Louis Brus avy ao amin'ny Bell Labs dia mahita nanocrystals semiconductor colloidal (dots quantum). Izy ireo dia faritana ho faritra kely amin'ny habaka, voafetra amin'ny refy telo amin'ny alàlan'ny sakana mety hitranga, rehefa miditra ny sombin-javatra manana halavan'ny onjam-peo mitovy amin'ny haben'ny teboka.

Fonon'ny boky Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology by C. Eric Drexler

1985 Robert Floyd Curl, Jr., Harold Walter Croteau, ary Richard Errett Smalley dia mahita fullerene, molekiola misy atôma karbônina maromaro (manomboka 28 ka hatramin'ny 1500 eo ho eo) izay miforona vatana mihidy sy banga. Ny toetra simikan'ny fullerene dia mitovy amin'ny toetran'ny hydrocarbons aromatika. Fullerene C60, na buckminsterfullerene, toy ny fullerene hafa, dia endrika allotropic amin'ny karbaona.

1986-1992 C. Eric Drexler dia namoaka boky roa manan-danja momba ny futurology izay mampalaza ny nanotechnology. Ny voalohany, navoaka tamin'ny 1986, dia antsoina hoe Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology. Maminany izy, ankoatra ny zavatra hafa, fa ny teknolojia ho avy dia ho afaka hanodina ny atoma tsirairay amin'ny fomba voafehy. Tamin'ny 1992, namoaka Nanosystems: Molecular Hardware, Manufacturing, and the Computational Idea izy, izay nanambara mialoha fa ny nanomachines dia afaka mamerina ny tenany.

1989 Donald M. Eigler avy amin'ny IBM dia mametraka ny teny hoe "IBM" - vita amin'ny atoma xenon 35 eo ambonin'ny nikela.

1991 Sumio Iijima avy amin'ny NEC any Tsukuba, Japon, dia mahita nanotubes karbônina, rafitra cylindrical hollow. Amin'izao fotoana izao, ny malaza indrindra dia ny nanotubes karbônina, izay vita amin'ny graphene nanakodia ny rindrina. Misy koa nanotubes tsy karbona sy nanotubes ADN. Ny nanotubes karbônina manify indrindra dia manana savaivony amin'ny lamina iray nanometer ary mety ho lava an-tapitrisany. Izy ireo dia manana tanjaky ny tensile miavaka sy fananana elektrika tsy manam-paharoa, ary koa conducteur hafanana tsara. Ireo fananana ireo dia mahatonga azy ireo ho fitaovana mampanantena ho an'ny fampiharana amin'ny nanotechnology, elektronika, optika ary siansa momba ny fitaovana.

1993 Warren Robinett avy ao amin'ny Oniversiten'i Caroline Avaratra sy R. Stanley Williams avy ao amin'ny Oniversiten'i Kalifornia, Los Angeles dia mamorona rafitra zava-misy virtoaly mifandray amin'ny mikraoskaopy fitarafana tonelina izay ahafahan'ny mpampiasa mahita sy mikitika atôma mihitsy aza.

1998 Ny ekipan'i Cees Dekker ao amin'ny Oniversiten'ny Teknolojia Delft any Holandy dia mamorona transistor izay mampiasa nanotubes karbona. Amin'izao fotoana izao, ny mpahay siansa dia manandrana mampiasa ireo toetra mampiavaka ny nanotubes karbona mba hamokarana elektronika tsara kokoa sy haingana kokoa izay mandany herinaratra kely kokoa. Noferan'ny lafin-javatra maromaro izany, ny sasany tamin'izy ireo dia resy tsikelikely, ka tamin'ny taona 2016, ny mpikaroka ao amin'ny Oniversiten'i Wisconsin-Madison dia namorona transistor karbaona misy mari-pamantarana tsara kokoa noho ny prototype silisiôma tsara indrindra. Ny fikarohana notarihin'i Michael Arnold sy Padma Gopalan dia nitarika ny fivoaran'ny transistor nanotube karbônina izay afaka mitondra avo roa heny noho ny ankehitriny ny mpifaninana silisiôna.

2003 Samsung dia manao patanty teknolojia avo lenta mifototra amin'ny asan'ny ion volafotsy bitika izay manimba mikraoba, bobongolo ary karazana bakteria mihoatra ny eninjato ary manakana ny fiparitahan'izy ireo. Ny poti volafotsy dia nampidirina tao amin'ny rafitra filtration manan-danja indrindra ao amin'ny mpanadio banga an'ny orinasa - ny sivana rehetra sy ny fitoeran-drongony na kitapo.

2004 Ny British Royal Society sy ny Royal Academy of Engineering dia mamoaka tatitra, Nanoscience and Nanotechnology: Opportunities and Uncertainties, mitaky fikarohana momba ny mety ho loza mety hitranga amin'ny nanotechnology amin'ny fahasalamana, ny tontolo iainana ary ny fiarahamonina, amin'ny fiheverana ny etika sy ny lalàna.

Modely amin'ny nanomotor amin'ny kodiarana fullerene

2006 James Tour, miaraka amin'ny ekipan'ny mpahay siansa avy ao amin'ny Rice University, dia manamboatra "van" mikroskopika avy amin'ny molekiolan'ny oligo (phenyleneethynylene), izay vita amin'ny atoma aluminium ny axles, ary vita amin'ny C60 fullerenes ny kodiarana. Ny nanovehicle dia nivezivezy teny amin'ny faritra misy atôma volamena eo ambanin'ny fitaoman'ny fiakaran'ny mari-pana, noho ny fihodinan'ny "kodiarana" fullerene. Teo amin’ny 300°C ny maripana, dia nihaingana be izy io ka tsy hitan’ny mpahay simia intsony...

2007 Nametraka ny “Testamenta Taloha” jiosy manontolo teo amin'ny faritra 0,5 mm monja ireo teknisianina nanoteknolojia.² wafer silisiôna nopetahana volamena. Nosoratana tamin'ny alalan'ny fitarihana ny ion galium nifantoka tamin'ny takelaka ilay lahatsoratra.

2009-2010 Nadrian Seaman sy ireo mpiara-miasa aminy ao amin'ny Oniversiten'i New York dia mamorona andiana nanomounts mitovy amin'ny ADN izay ahafahan'ny rafitry ny ADN synthetic mba "hanamboatra" rafitra hafa miaraka amin'ny endrika sy toetra irina.

2013 Ny mpahay siansa IBM dia mamorona sarimihetsika mihetsika izay tsy azo jerena raha tsy rehefa nohalehibeazina in-100 tapitrisa. Antsoina hoe "Zazalahy sy ny Atomany" izy io ary voasariky ny teboka diatomika iray lavitrisa metatra izay maneho molekiola tokana misy monoxide karbôna. Ny sariitatra dia mampiseho zazalahy iray izay milalao baolina voalohany ary avy eo mitsambikina amin'ny trampoline. Ny iray amin'ireo molekiola koa dia mitana ny andraikitry ny baolina. Ny hetsika rehetra dia mitranga eo amin'ny varahina, ary ny haben'ny sarimihetsika tsirairay dia tsy mihoatra ny nanometers am-polony.

2014 Ny mpahay siansa avy amin'ny Oniversiten'ny Teknolojia ETH ao Zurich dia nahomby tamin'ny famoronana membrane porous latsaky ny iray nanometer ny hateviny. Ny hatevin'ny fitaovana azo amin'ny fanodikodinana nanotechnological dia 100. avo heny noho ny an'ny volon'olombelona. Araka ny filazan'ny mpikambana ao amin'ny ekipan'ny mpanoratra, io no fitaovana porous manify indrindra azo alaina ary azo atao amin'ny ankapobeny. Izy io dia misy sosona roa amin'ny rafitra graphene misy lafiny roa. Ny membrane dia permeable, fa amin'ny ampahany kely ihany, miadana na mamandrika tanteraka ireo singa lehibe kokoa.

2015 Misy paompy molekiola noforonina - fitaovana mirefy nano izay mamindra angovo avy amin'ny molekiola iray mankany amin'ny iray hafa, maka tahaka ny fizotran'ny voajanahary. Ny fandaharana dia novolavolain'ny mpikaroka ao amin'ny Northwestern's Weinberg College of Arts and Sciences. Ny mekanika dia mitovy amin'ny fizotry ny biolojika amin'ny proteinina. Ny teknolojia toy izany dia andrasana hahita fampiharana indrindra amin'ny sehatry ny bioteknolojia sy ny fitsaboana, toy ny hozatra artifisialy.

2016 Ny mpikaroka ao amin'ny Oniversite Teknika Holandey ao Delft dia namolavola haino aman-jery fitahirizana atoma tokana, araka ny navoakan'ny gazety siantifika Nature Nanotechnology. Ny fomba vaovao dia tokony hanome mihoatra ny dimanjato heny ny hatevin'ny fitahirizana angon-drakitra noho ny teknolojia rehetra ampiasaina amin'izao fotoana izao. Ny mpanoratra dia nanamarika fa amin'ny fampiasana modely amin'ny lafiny telo amin'ny toeran'ny singa eny amin'ny habakabaka, dia mety hisy vokatra tsara kokoa aza.

Fanasokajiana ny nanotechnologies sy ny nanomaterials

1. Ny rafitra nanoteknolojia dia ahitana:

• lavadrano quantum, tariby sy teboka, i.e. rafitra isan-karazany izay manambatra ity endri-javatra manaraka ity - famerana ara-potoana ny singa ao amin'ny faritra iray amin'ny alàlan'ny sakana mety;
• plastika, ny firafitry izay fehezina amin'ny haavon'ny molekiola tsirairay, noho izany dia azo atao, ohatra, mba hahazoana fitaovana amin'ny toetra mekanika mbola tsy nisy toy izany;
• fibre artifisialy - fitaovana misy firafitry ny molekiola tena marina, izay miavaka amin'ny toetra mekanika tsy mahazatra;
• nanotubes, rafitra supramolecular amin'ny endrika cylinders hollow. Amin'izao fotoana izao, ny malaza indrindra dia ny nanotubes karbônina, izay vita amin'ny graphene miforitra (sosona amin'ny grafita monotomika) ny rindrina. Misy ihany koa ny nanotubes tsy karbona (ohatra, avy amin'ny tungstène sulfide) sy avy amin'ny ADN;
• akora nopotehina ho vovoka, ka ny voany dia, ohatra, fitambarana ataoma metaly. Ny volafotsy () miaraka amin'ny fananana antibakteria matanjaka dia ampiasaina betsaka amin'ity endrika ity;
• nanowires (ohatra, volafotsy na varahina);
• singa miforona amin'ny alàlan'ny lithography elektronika sy ny fomba nanolithography hafa;
• fullerenes;
• graphene sy fitaovana roa dimensional (borophene, graphene, hexagonal boron nitride, silicene, germanene, molybdène sulfide);
• fitaovana mitambatra nohamafisina tamin'ny nanopartikely.

Nanolitographic surface

2. Fanasokajiana ny nanotechnologies amin'ny taxonomy ny siansa, novolavolain'ny Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) tamin'ny 2004:

• nanomaterials (famokarana sy fananana);
• nanoprocesses (fampiharana nanoscale - an'ny bioteknolojia indostrialy ny biomaterials).

3. Nanomaterials dia fitaovana rehetra izay misy rafitra ara-dalàna amin'ny ambaratonga molekiola, i.e. tsy mihoatra ny 100 nanometer.

Ity fetra ity dia mety mifandray amin'ny haben'ny sehatra ho toy ny singa fototra amin'ny microstructure na ny hatevin'ny sosona vokarina na napetraka eo amin'ny substrate. Amin'ny fampiharana, ny fetra ambany izay anasokajiana azy ireo ho nanomaterials dia tsy mitovy amin'ny fitaovana manana fananana fampisehoana samihafa - mifandray indrindra amin'ny fisehoan'ny fananana manokana rehefa mihoatra. Amin'ny fampihenana ny haben'ny firafitry ny fitaovana, dia azo hatsaraina be ny toetrany ara-fizika, mekanika ary hafa.

Nanomaterials dia azo zaraina ho vondrona efatra manaraka ireto:

• aotra dimensional (point nanomaterials) - ohatra, teboka quantum, nanoparticles volafotsy;
• amin'ny lafiny iray- - ohatra, metaly na semiconductor nanowires, nanorods, polymère nanofibers;
• amin'ny lafiny roa- - ohatra, sosona nanometer amin'ny karazana dingana tokana na multiphase, graphene ary akora hafa iray matevina;
• telo dimensional (na nanocrystalline) - misy sehatra kristaly sy fitambarana dingana misy refy amin'ny filaharan'ny nanometer na composites nohamafisina tamin'ny nanoparticles.