Tala'aga o mea fou - Nanotechnology

Pe tusa o le 600 TLM. na faia e tagata ni fausaga nanotype, e pei o sima sima i le uamea, e taʻua o Wootz. Na tupu lenei mea i Initia, ma e mafai ona manatu o le amataga o le talafaasolopito o nanotechnology.

VI-XV i. O vali na fa'aaogaina i lea vaitau mo le valiina o fa'amalama tioata fa'amalama e fa'aogaina ai le auro chloride nanoparticles, chlorides o isi metala, fa'apea fo'i u'amea u'amea.

IX-XVII senituri I le tele o nofoaga i Europa, ua gaosia ai le "glitters" ma isi mea e faʻamalamalamaina ai sima ma isi oloa. O lo'o i ai nanoparticles o metals, e masani lava o siliva po'o kopa.

XIII-xviii w. O le "Damascus steel" na gaosia i nei seneturi, lea na faia ai auupega paʻepaʻe lauiloa i le lalolagi, o loʻo i ai carbon nanotubes ma cementite nanofibers.

1857 Ua maua e Michael Faraday le auro colloidal lanu rupi, uiga o nanoparticles auro.

1931 Max Knoll ma Ernst Ruska fausia se microscope electron i Perelini, o le masini muamua e vaai i le fausaga o nanoparticles i le tulaga atomic. O le tele o le malosi o le electrons, o le puupuu o latou galu umi ma sili atu le iugafono o le microscope. O le faʻataʻitaʻiga o loʻo i totonu o se masini ma e masani ona ufiufi i se ata uʻamea. O le uila eletise e pasi atu i le mea faʻataʻitaʻi ma ulufale i totonu o mea e iloa ai. Faʻavae i luga o faʻailoga fua, o masini eletise e toe faʻafoʻi le ata o le suʻega faʻataʻitaʻiga.

1936 Erwin Müller, galue i le Siemens Laboratories, na te fatuina le microscope emission, o le faiga sili ona faigofie o se microscope electron emission. O lenei microscope e faʻaaogaina se eletise malosi mo le faʻaosoina o fanua ma ata.

1950 O Victor La Mer ma Robert Dinegar o loʻo faʻavaeina faʻavae faʻavae mo le auala e maua ai mea faʻapipiʻi colloidal monodisperse. O lenei mea na faʻatagaina ai le gaosiga o ituaiga faʻapitoa o pepa, vali ma ata manifinifi i luga o se fua faʻapisinisi.

1956 O Arthur von Hippel o le Massachusetts Institute of Technology (MIT) na ia fa'auluina le faaupuga "molecular engineering".

1959 Richard Feynman lauga ile "E tele le avanoa ile pito i lalo." Amata i le mafaufauina o mea e manaʻomia e fetaui ma le 24-volume Encyclopædia Britannica i luga o se pine ulu, na ia faʻalauiloaina le manatu o le faʻaitiitiga ma le avanoa e faʻaogaina ai tekinolosi e mafai ona galue i le nanometer level. I lenei taimi, na ia faatuina ni faailoga se lua (o le mea ua taʻua o Feynman Prizes) mo taunuʻuga i lenei vaega - tasi le afe tala taʻitasi.

1960 O le totogi muamua o le taui na le fiafia ai Feynman. Na ia manatu o le a manaʻomia se suiga faʻatekonolosi e ausia ai ana sini, ae i le taimi na ia manatu faatauvaa ai i le gafatia o microelectronics. O le manumalo o le inisinia 35 tausaga o William H. McLellan. Na ia faia se afi e 250 micrograms le mamafa, ma le malosi o le 1 mW.

1968 Alfred Y. Cho ma John Arthur e atiina ae le auala epitaxy. E fa'ataga ai le fa'atūina o fa'ameamea i luga ole laiga e fa'aogaina ai le tekonolosi semiconductor - o le fa'atuputeleina o fa'ama'i tioata ta'ito'atasi fou i luga o se mea fa'apipi'i tioata o lo'o iai, fa'aluaina le fa'atulagaina o le mea fa'apipi'i o lo'o iai nei. O se fesuiaiga o le epitaxy o le epitaxy o le molecular compounds, lea e mafai ai ona teuina ni laulau tioata ma le mafiafia o le tasi vaega atomika. O lenei metotia e faʻaaogaina i le gaosiga o togitogi faʻapitoa ma mea e taʻua o mea manifinifi.

1974 Folasaga o le faaupuga "nanotechnology". Na faʻaaogaina muamua e le tagata suʻesuʻe o le Iunivesite o Tokyo Norio Taniguchi i se fonotaga faʻasaienisi. O le faʻamatalaga o le fisiki Iapani o loʻo faʻaauau pea ona faʻaogaina e oʻo mai i aso nei ma e faʻapea: "Nanotechnology o se gaosiga e faʻaaoga ai tekinolosi e mafai ai ona ausia le maualuga maualuga ma le laʻititi laʻititi, i.e. sao atoatoa o le faasologa o le 1 nm.

Va'aiga o le quantum drop

80 ma le 90 tausaga O le vaitau o le televave o le atinaʻeina o tekonolosi lithographic ma le gaosiga o ultrathin layers o tioata. Muamua, MOCVD (), o se metotia mo le teuina o faʻamau i luga o mea e faʻaogaina ai le kasa organometallic compounds. O se tasi lea o auala epitaxial, o lona uiga o lona igoa - MOSFE (). O le auala lona lua, MBE, e mafai ai ona teuina ni lapisi nanometer manifinifi ma se faʻamaʻi faʻamaʻi faʻamalamalamaina ma le tufatufaina saʻo o le faʻasologa o le faʻaleagaina. E mafai lenei mea ona o le mea moni e tuʻuina atu vaega faʻapipiʻi i le substrate e ala eseese mole mole.

1981 Gerd Binnig ma Heinrich Rohrer faia le su'esu'ega tunneling microscope. I le faʻaaogaina o le malosi o fegalegaleaiga interatomic, e mafai ai ona e mauaina se ata o le pito i luga ma se iugafono o le faʻatonuga o le tele o se tasi atom, e ala i le pasia o le lau i luga poʻo lalo ifo o le faʻataʻitaʻiga. I le 1989, na faʻaaogaina ai le masini e faʻaogaina ai atoms taʻitasi. Binnig ma Rohrer na maua le 1986 Nobel Prize in Physics.

1985 Na maua e Louis Brus o Bell Labs ia nanocrystals semiconductor colloidal (tuto'aiga quantum). O loʻo faʻamatalaina o se vaega laʻititi o le avanoa e faʻatapulaʻaina i itu e tolu e ala i pa puipui pe a oʻo mai se vaega ma se umi galu e faʻatusatusa i le tele o se togi.

O le faavaa o le tusi Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology saunia e C. Eric Drexler

1985 Na maua e Robert Floyd Curl, Jr., Harold Walter Kroto, ma Richard Erret Smalley fullerenes, molelaʻau e faia i se numera tutusa o kaponi atoms (mai le 28 i le tusa ma le 1500) e fausia ai se tino gaogao tapuni. O mea tau kemikolo o le fullerenes e tele itu e tutusa ma mea o le hydrocarbons manogi. Fullerene C60, po'o le buckminsterfullerene, pei o isi fullerenes, o se ituaiga o kaponi allotropic.

1986-1992 C. Eric Drexler lolomi ni tusi taua se lua i le lumanaʻi e faʻalauiloa ai le nanotechnology. O le muamua, na faʻasalalau i le 1986, ua taʻua o Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology. Na ia valoia, faatasi ai ma isi mea, o tekinolosi i le lumanaʻi o le a mafai ona faʻaogaina ia atoms taʻitasi i se auala faʻatonutonu. I le 1992, na ia lomia ai Nanosystems: Molecular Hardware, Manufacturing, and the Computational Idea, lea na valoia ai e mafai e nanomachines ona toe gaosia i latou lava.

1989 Donald M. Aigler o le IBM tu'u le upu "IBM" - faia mai 35 xenon atoms - i luga o se nickel surface.

1991 Sumio Iijima o le NEC i Tsukuba, Iapani, maua carbon nanotubes, fausaga cylindrical ga'o. I le taimi nei, o le carbon nanotubes sili ona lauiloa, o puipui o loʻo faia i le graphene taʻavale. E iai fo'i nanotubes e le o ni carbon ma nanotubes DNA. O nanotubes sili ona manifinifi o loʻo i luga o le faʻatonuga o le tasi nanometer le lautele ma e mafai ona faʻa miliona taimi le umi. O lo'o i ai le malosi mata'utia ma mea fa'ale-eletise tulaga ese, ma e sili ona lelei le fa'auluina o le vevela. O nei meatotino ua avea ai i latou ma mea fa'alauiloa mo fa'aoga i le nanotechnology, electronics, optics, ma mea fa'asaienisi.

1993 Warren Robinett o le Iunivesite o Karolaina i Matu ma R. Stanley Williams o le UCLA o loʻo fausia se faiga faʻapitoa faʻapitoa e fesoʻotaʻi ma se suʻesuʻega tunneling microscope e mafai ai e le tagata faʻaoga ona vaʻai ma paʻi atu i atoms.

1998 O le au a le Cees Dekker i le Delft University of Technology i Netherlands o loʻo fausia se transistor e faʻaogaina ai le carbon nanotubes. I le taimi nei, o loʻo taumafai saienitisi e faʻaoga uiga faʻapitoa o carbon nanotubes e gaosia ai le eletise sili atu ma vave e faʻaitiitia ai le eletise. Na faʻatapulaʻaina lenei mea i le tele o mea, o nisi o ia mea na faasolosolo malie ona faatoilaloina, lea i le 2016 na taʻitaʻia ai tagata suʻesuʻe i le Iunivesite o Wisconsin-Madison e fausia se carbon transistor ma sili atu faʻamaufaʻailoga nai lo le silicon prototypes. O suʻesuʻega a Michael Arnold ma Padma Gopalan na taʻitaʻia ai le atinaʻeina o le carbon nanotube transistor e mafai ona faʻaluaina le taimi nei o lona tauva silicon.

2003 Ua pateni Samsung i se tekonolosi fa'aonaponei e fa'avae i luga o le gaioiga o ninii siliva mama'i e tape ai siama, limu ma sili atu i le onoselau ituaiga siama ma puipuia ai lo latou sosolo. O fasi siliva ua fa'aofiina i totonu o faiga fa'amama sili ona taua a le kamupani - fa'amama uma ma le pefu po'o le ato.

2004 O le British Royal Society ma le Royal Academy of Engineering lolomi le lipoti "Nanoscience and Nanotechnology: Avanoa ma le le mautonu", e manaʻomia ai suʻesuʻega i tulaga lamatia o nanotechnology mo le soifua maloloina, siosiomaga ma sosaiete, ma amanaʻia tulaga faʻale-tulafono.

Nanomotor faʻataʻitaʻiga i uili fullerene

2006 James Tour, faatasi ai ma se vaega o saienitisi mai le Iunivesite o Rice, fausia se microscopic "van" mai le oligo (phenyleneethynylene) mole, o axles e faia i atoms alumini, ma uili e faia i le C60 fullerenes. O le nanovehicle na siitia i luga o le fogaeleele, e aofia ai atoms auro, i lalo o le faatosinaga o le faateleina o le vevela, ona o le taamilosaga o "uili" atoatoa. I luga aʻe o le vevela o le 300 ° C, na faʻavavevaveina e le mafai e kemisi ona toe siaki ...

2007 Technion nanotechnologists fetaui ma le Iutaia atoa "Feagaiga Tuai" i se vaega e na o le 0,5 mm.² fa'amea fa'asala kaisa fa'auro. O le tusitusiga na togitogia e ala i le faʻatonuina o se tafega o gallium ion i luga o le ipu.

2009-2010 Nadrian Seaman ma ana uo i le Iunivesite o Niu Ioka o loʻo faia se faasologa o DNA-pei o nanomounts lea e mafai ona faʻapipiʻiina ai fausaga DNA faʻapipiʻi e "faia" isi fausaga e manaʻomia foliga ma meatotino.

2013 O loʻo faia e saienitisi IBM se ata tifaga e mafai ona vaʻaia pe a uma ona faʻalauteleina 100 miliona taimi. Ua ta'ua o le "The Boy and His Atom" ma ua tusia i togitogi diatomic tasi vae piliona o le mita le lapopoa, o molela'au tasi ia o le carbon monoxide. O le ata o loo faaalia ai se tama e taalo muamua i se polo ona oso lea i luga o se trampoline. O se tasi o molelaʻau e fai foʻi le matafaioi o se polo. O gaioiga uma e faia i luga o le 'apamemea, ma o le tele o ata tifaga taʻitasi e le sili atu i le sefulu nanometers.

2014 Saienitisi mai le ETH Iunivesite o Tekinolosi i Zurich ua faamanuiaina i le fatuina o se membrane porous e itiiti ifo i le tasi nanometer mafiafia. O le mafiafia o mea e maua mai i le nanotechnological manipulation o le 100 XNUMX. e itiiti ifo nai lo le lauulu o le tagata. E tusa ai ma sui o le au tusitala, o le mea sili ona manifinifi porous e mafai ona maua ma e masani ona mafai. O lo'o i ai ni laulau se lua o se fausaga graphene e lua-dimensional. O le membrane e mafai ona faʻafeiloaʻi, ae naʻo ni vaega laiti, faʻagesegese i lalo poʻo le puʻeina atoa o vaega tetele.

2015 O lo'o faia se pamu mole, o se masini nanoscale e fa'aliliuina le malosi mai le tasi mole i le isi, fa'ata'ita'iina faiga fa'anatura. O le faʻatulagaga na mamanuina e tagata suʻesuʻe i le Weinberg Northwestern College of Arts and Sciences. O le masini e faʻamanatuina ai faʻagasologa o meaola i totonu o polotini. O loʻo faʻamoemoeina o ia tekinolosi o le a maua le faʻaoga masani i matata o biotechnology ma vailaʻau, mo se faʻataʻitaʻiga, i maso faʻapitoa.

2016 E tusa ai ma se lomiga i totonu o le tusi faasaienisi Nature Nanotechnology, tagata suʻesuʻe i le Dutch Technical University Delft ua latou atinaʻe le suatiaina o eleele e tasi-atom e teu ai ala o faasalalauga. O le auala fou e tatau ona maua ai le sili atu ma le lima selau taimi sili atu le maualuga o le teuina nai lo soʻo se tekinolosi faʻaaogaina nei. Ua matauina e le au tusitala e sili atu le lelei o taunuuga e mafai ona ausia e ala i le faʻaaogaina o se faʻataʻitaʻiga tolu-dimensional o le nofoaga o vaega i le vateatea.

Fa'avasegaina o nanotechnologies ma nanomaterials

1. Nanotechnological fausaga e aofia ai:

• quantum wells, uaea ma togitogi, i.e. fausaga eseese e tu'ufa'atasia le vaega lea - o le tapula'a fa'apitonu'u o vaega i totonu o se vaega e ala i pa puipui;
• palasitika, o le fausaga o loʻo pulea i le maualuga o mole mole taʻitasi, faʻafetai lea e mafai ai, mo se faʻataʻitaʻiga, ona maua mea e iai mea faʻainisinia e le masani ai;
• alava fa'akomepiuta - meafaitino ma se fausaga mole mole sa'o, e iloga fo'i i mea fa'ainisinia e le masani ai;
• nanotubes, fausaga supramolecular i foliga o cylinders ga'o. E oo mai i le taimi nei, o le carbon nanotubes sili ona lauiloa, o ona puipui e faia i le gaugau graphene (monatomic graphite layers). E iai foʻi nanotubes e le o ni carbon (mo se faʻataʻitaʻiga, mai le tungsten sulfide) ma mai le DNA;
• mea e nutimomoia i foliga o le pefu, o fatu o ia mea, mo se faʻataʻitaʻiga, faʻaputuga o atoma uʻamea. Silver () faʻatasi ai ma mea faʻamalosi malosi e faʻaaogaina lautele i lenei fomu;
• nanowires (mo se faʻataʻitaʻiga, siliva poʻo kopa);
• elemene na fausia e faʻaaoga ai le electron lithography ma isi metotia nanolithography;
• fullerenes;
• graphene ma isi mea e lua-dimensional (borophene, graphene, hexagonal boron nitride, silicene, germanene, molybdenum sulfide);
• mea tu'ufa'atasi e fa'amalosia i nanoparticles.

Nanolithographic luga

2. Le faʻavasegaina o nanotechnologies i faiga faʻasaienisi, na atiaʻe i le 2004 e le Faalapotopotoga mo le Galulue Faʻatasi ma le Atinaʻeina o Tamaoaiga (OECD):

• nanomaterials (gaosiga ma meatotino);
• nanoprocesses (nanoscale applications - biomaterials e patino i le biotechnology alamanuia).

3. Nanomaterials o mea uma ia o loʻo i ai fausaga masani i le molecular level, i.e. e le sili atu i le 100 nanometers.

O lenei tapula'a e mafai ona fa'asino i le tele o vaega o le iunite faavae o le microstructure, po'o le mafiafia o laulau na maua pe teuina i luga o le mea'ai. I le faʻatinoga, o le tapulaʻa o loʻo i lalo e faʻatatau i nanomaterials e ese mo mea e iai mea faʻatinoga eseese - e masani ona fesoʻotaʻi ma foliga vaaia o meatotino faʻapitoa pe a sili atu. E ala i le faʻaitiitia o le tele o faʻatonuga o meafaitino, e mafai ona faʻaleleia atili a latou physicochemical, masini, ma isi meatotino.

Nanomaterials e mafai ona vaevaeina i vaega nei e fa:

• fua-fua (dot nanomaterials) - mo se faʻataʻitaʻiga, quantum dots, silver nanoparticles;
• itu-tasi - mo se faʻataʻitaʻiga, uaea uʻamea poʻo semiconductor nanowires, nanorods, polymeric nanofibers;
• itu-lua - mo se faʻataʻitaʻiga, nanometer layers o le tasi-vase poʻo le tele-phase ituaiga, graphene ma isi mea e iai le mafiafia o le tasi atoma;
• tolu itu (po'o le nanocrystalline) - e aofia ai vaega tioata ma fa'aputuga o vaega fa'atasi ma lapopo'a o le fa'asologa o nanometers po'o mea tu'ufa'atasi e fa'amalosia i nanoparticles.