Diferença entre a abordagem de cima para baixo e de baixo para cima em nanotecnologia
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Abordagem Top Down vs Bottom Up em Nanotecnologia
A nanotecnologia está projetando, desenvolvendo ou manipulando em escala nanométrica (um bilionésimo de metro). O tamanho do objeto de negociação deve ser menor que cem nanômetros, pelo menos em uma dimensão para chamar algo de nanotecnologia. Existem duas abordagens de projeto em nanotecnologia, conhecidas como de cima para baixo e de baixo para cima. Ambas as abordagens são úteis em diferentes tipos de aplicativos.
Abordagem de cima para baixo
Na abordagem de cima para baixo, os objetos em nanoescala são criados ao processar objetos maiores em tamanho. A fabricação de circuitos integrados é um exemplo para a nanotecnologia de cima para baixo. Agora, ele cresceu para o nível de fabricação de sistemas nano eletromecânicos (NEMS), onde pequenos componentes mecânicos, como alavancas, molas e canais de fluido, juntamente com circuitos eletrônicos, são incorporados a um pequeno chip. Os materiais de partida nessas fabricação são estruturas relativamente grandes, como cristais de silício. A litografia é a tecnologia que possibilitou a fabricação de chips tão minúsculos e existem muitos tipos deles, como litografia de foto, feixe de elétrons e feixe de íons.
Em algumas aplicações, materiais de maior escala são triturados na escala de nanômetros para aumentar a proporção da área da superfície para o volume, para mais reatividade. Nano ouro, nano prata e dióxido de nano titânio são esses nano materiais usados em diferentes aplicações. O processo de fabricação de nanotubos de carbono usando grafite em um forno a arco é outro exemplo da nanotecnologia de abordagem descendente.
Abordagem de baixo para cima
A abordagem de baixo para cima em nanotecnologia está criando nanoestruturas maiores a partir de blocos menores, como átomos e moléculas. Auto-montagem na qual as nano estruturas desejadas são auto-montadas sem qualquer manipulação externa. Quando o tamanho do objeto está diminuindo na nanofabricação, a abordagem de baixo para cima é um complemento cada vez mais importante das técnicas de cima para baixo.
A nanotecnologia de baixo para cima pode ser encontrada na natureza, onde os sistemas biológicos exploraram forças químicas para criar estruturas para as células necessárias para a vida. Cientistas e engenheiros realizam pesquisas para imitar essa qualidade da natureza para produzir pequenos aglomerados de átomos específicos, que podem então se auto-agrupar em estruturas mais complexas. A fabricação de nanotubos de carbono usando o método de polimerização catalisada por metal é um bom exemplo para a nanotecnologia de baixo para cima.
Máquinas moleculares e manufatura são um conceito de nanotecnologia de baixo para cima, introduzido por Eric Drexler em seu livro Engines of Creation, em 1987. Ele forneceu visões iniciais de como os sistemas mecânicos em nanoescala podem ser usados para construir estruturas moleculares complexas.
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Diferença entre a 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 que o design final na abordagem de baixo para cima 2. A fabricação de baixo para cima pode produzir estruturas com superfícies e arestas perfeitas (não enrugadas e não contém cavidades etc.), embora superfícies e arestas resultantes da fabricação de cima para baixo não sejam perfeitas, pois são enrugadas ou contêm cavidades. 3. As tecnologias de fabricação de abordagem de baixo para cima são mais recentes que a de cima para baixo e espera-se que sejam uma alternativa para isso em algumas aplicações (exemplo: transistores). 4. Os produtos de abordagem de baixo para cima têm maior precisão de precisão (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, pois algumas peças são removidas da estrutura original, contrastando com a abordagem de baixo para cima, onde nenhuma peça de material é removida.
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