Différence entre l'approche descendante et ascendante en nanotechnologie

Approche descendante et approche ascendante en nanotechnologie

La nanotechnologie conçoit, développe ou manipule à l'échelle nanométrique (un milliardième de mètre). La taille de l'objet de traitement doit être inférieure à cent nanomètres, au moins dans une dimension, pour appeler quelque chose la nanotechnologie. Il existe deux approches de conception en nanotechnologie, les approches descendante et ascendante. Les deux approches sont utiles dans différents types d'applications.

Approche descendante

Dans une approche descendante, les objets à l'échelle nanométrique sont créés en traitant des objets plus volumineux. La fabrication de circuits intégrés est un exemple de nanotechnologie descendante. Maintenant, il a été développé au niveau de la fabrication de nano systèmes électromécaniques (NEMS) où de minuscules composants mécaniques tels que des leviers, des ressorts et des canaux de fluide ainsi que des circuits électroniques sont intégrés à une toute petite puce. Les matériaux de départ dans ces fabrications sont des structures relativement grandes telles que des cristaux de silicium. La lithographie est la technologie qui a permis la fabrication de puces aussi minuscules et il en existe de nombreux types tels que la lithographie par photo, par faisceau d'électrons et par faisceau d'ions..

Dans certaines applications, les matériaux à plus grande échelle sont broyés à l'échelle nanométrique afin d'augmenter le rapport de longueur entre la surface et le volume pour une réactivité accrue. Le nano-or, le nano-argent et le nano-dioxyde de titane sont des nanomatériaux utilisés dans différentes applications. Le procédé de fabrication de nanotubes de carbone utilisant du graphite dans un four à arc est un autre exemple de nanotechnologie descendante..

Une approche en profondeur

L’approche ascendante en nanotechnologie consiste à fabriquer des nanostructures plus grandes à partir de blocs de construction plus petits tels que des atomes et des molécules. Auto-assemblage dans lequel les nanostructures désirées sont auto-assemblées sans aucune manipulation externe. Lorsque la taille de l’objet diminue en nanofabrication, l’approche ascendante est un complément de plus en plus important des techniques descendantes..

Une approche ascendante Les nanotechnologies peuvent être trouvées dans la nature, où les systèmes biologiques ont exploité les forces chimiques pour créer des structures pour les cellules nécessaires à la vie. Les scientifiques et les ingénieurs effectuent des recherches pour imiter cette qualité de la nature afin de produire de petites grappes d'atomes spécifiques, qui peuvent ensuite s'auto-assembler en structures plus complexes. La fabrication de nanotubes de carbone en utilisant une méthode de polymérisation catalysée par un métal est un bon exemple de nanotechnologie de l'approche ascendante.

Les machines et la fabrication moléculaires sont un concept de nanotechnologie ascendante introduit par Eric Drexler dans son livre Engines of Creation en 1987. Il a donné une première idée de la manière dont les systèmes mécaniques à l'échelle nanométrique peuvent être utilisés pour construire des structures moléculaires complexes..

Différence entre les approches descendante et ascendante en nanotechnologie

1. Le processus de fabrication commence à partir de structures plus grandes dans une approche descendante où les blocs de construction de départ sont plus petits que la conception finale dans une approche ascendante.

2. La fabrication de bas en haut peut produire des structures avec des surfaces et des bords parfaits (pas froissés et ne contient pas de cavités, etc.) bien que les surfaces et les bords résultant de la fabrication par le haut ne soient pas parfaits car ils sont froissés ou contiennent des cavités..

3. Les technologies de fabrication à approche ascendante sont plus récentes que la fabrication descendante et devraient constituer une alternative dans certaines applications (exemple: transistors)..

4. Les produits d'approche ascendante ont une précision plus élevée (plus de contrôle sur les dimensions du matériau) et peuvent donc fabriquer des structures plus petites par rapport à l'approche descendante..

5. Dans l'approche descendante, il y a une certaine quantité de matériau gaspillé car certaines pièces sont retirées de la structure d'origine, contrairement à l'approche ascendante lorsqu'aucune pièce matérielle n'est enlevée..

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