Diferença entre Top Down e Bottom Up Approach in Nanotechnology

Top Down vs Bottom Up Approach in Nanotechnology

A nanotecnologia está projetando, desenvolvendo ou manipulando a escala de nanômetro (um bilionésimo de metro). O tamanho do objeto de negociação deve ser inferior a cem nanômetros pelo menos em uma dimensão para chamar algo de nanotecnologia. Existem duas abordagens de design em nanotecnologia conhecidas como top-down e bottom-up. Ambas as abordagens são úteis em diferentes tipos de aplicações.

Abordagem de cima para baixo

Na abordagem de cima para baixo, os objetos de nano-escala são feitos processando objetos maiores em tamanho. A fabricação de circuitos integrados é um exemplo para a nanotecnologia de cima para baixo. Agora, cresceu até o nível de fabricação de sistemas nano-eletromecânicos (NEMS), onde pequenos componentes mecânicos, como alavancas, molas e canais de fluidos, juntamente com circuitos eletrônicos, são incorporados a um pequeno chip. Os materiais de partida nestas invenções são estruturas relativamente grandes tais como cristais de silício. A litografia é a tecnologia que permitiu fazer chips tão pequenos e existem muitos tipos deles, como foto, feixe de elétrons e litografia de feixe de íons.

Em algumas aplicações, os materiais de maior escala são moídos na escala de nanômetro para aumentar a área de superfície para a proporção de volume para maior reatividade. O ouro nano, a prata nano e o dióxido de titânio nano são nano materiais utilizados em diferentes aplicações. O processo de fabricação de nanotubos de carbono usando grafite em um forno a arco é outro exemplo para a nanotecnologia de abordagem de cima para baixo.

Abaixo - aproximação de aproximação

A abordagem ascendente na nanotecnologia está fazendo nanoestruturas maiores a partir de blocos de construção menores, como átomos e moléculas. Auto montagem em que as nano estruturas desejadas são auto-montadas sem qualquer manipulação externa. Quando o tamanho do objeto está ficando menor na nanofabricação, a abordagem de baixo para cima é um complemento cada vez mais importante para as técnicas de cima para baixo.

A nanotecnologia de abordagem ascendente pode ser encontrada na natureza, onde sistemas biológicos exploraram forças químicas para criar estruturas para células necessárias para a vida. Cientistas e engenheiros realizam pesquisas para imitar essa qualidade da natureza para produzir pequenos cachos de átomos específicos, que podem então se montar em estruturas mais complexas. A fabricação de nanotubos de carbono usando método de polimerização catalisada por metal é um bom exemplo para a nanotecnologia de aproximação ascendente.

Máquinas moleculares e fabricação é um conceito de nanotecnologia de baixo nível introduzido por Eric Drexler em seu livro Engines of Creation em 1987. Ele forneceu visões iniciais de como os sistemas mecânicos de nano-escala podem ser usados ​​para construir estruturas moleculares complexas.

Diferença entre abordagem Top-down e Bottom-up em nanotecnologia 1. O processo de fabricação começa a partir de estruturas maiores na abordagem de cima para baixo, onde os blocos de construção iniciais são menores do que o projeto final na abordagem de baixo para cima 2. A fabricação de baixo custo pode produzir estruturas com superfícies e bordas perfeitas (não arrugas e não contém cavidades, etc.), porém as superfícies e as bordas resultantes da fabricação de cima para baixo não são perfeitas, pois são enrugadas ou contendo cavidades. 3. As tecnologias de fabricação de abordagem inferior são mais recentes do que a fabricação de cima para baixo e esperam ser uma alternativa para algumas aplicações (exemplo: transistores). 4. Os produtos de aproximação ascendente têm uma precisão de precisão maior (mais controle sobre as dimensões do material) e, portanto, podem fabricar estruturas menores em comparação com a abordagem de cima para baixo. 5. Na abordagem de cima para baixo, há uma certa quantidade de material desperdiçado, uma vez que algumas partes são removidas do contraste da estrutura original para a aproximação de baixo para cima, na qual nenhuma parte do material é removida.