Historia Inventionum - Nanotechnology

Iam circiter DC aCn. homines nanotypi structuras producebant, i.e. fila cementitis in ferro, nomine Wootz. Hoc in India factum est, et hoc initium historiae nanotechnologiae considerari potest.

VI-XV s. Tincturae hoc tempore adhibitae ad fenestras vitreas vitreas pingendas utebantur chloridi auri nanoparticuli, chloridi aliorum metallorum, necnon oxydi metallici.

Saecula IX-XVII Multis in locis in Europa, "fulget" et aliae substantiae gignuntur ut luceant ceramics et aliis fructibus. Continebant nanoparticularum metallorum, frequentius argenti vel aeris.

XIII-XVIII w. "Damascus chalybs" his saeculis productus, e quibus arma alba terrarum clarissima facta sunt, nanotubes carbonis et nanofibers caementatos continet.

1857 Michael Faraday invenit aurum colloidale rubicundum, nanoparticularum auri proprietatem.

1931 Max Knoll et Ernst Ruska microscopium electronicum Berolini aedificant, prima machina ad structuram nanoparticulorum in gradu atomico aedificandam. Quo maior energia electronicorum eo brevior est eorum necem et maior microscopii resolutio. Specimen in vacuo et saepissime cinematographico obducitur. Electron trabes per obiectum probatum transit et detectores intrat. Ex signis mensuratis, machinae electronicae imaginem exempli specimen recreant.

1936 Erwin Müller, apud Siemens Laboratorium laborat, microscopium emissionis campum invenit, forma simplicissima emissionis microscopii electronici. Haec microscopio valido campo electrico utitur ad agrum emissionem et imaginationem.

1950 Victor La Mer et Robert Dinegar fundamenta theoretica efficiunt pro arte colloidalis materiae monodispersae obtinendae. Hoc permisit productionem specialium specierum chartarum, pingentium et membranarum tenuium in libra industrialis.

1956 Arthur von Hippel in Massachusetts Instituti Technologiae (MIT) vocabulum "instrutionum hypotheticarum" effinxit.

1959 Richard Feynman lectures on "Locum non habet in fundo." Incipiens, imaginans quid vellet accommodare in capite XXIV voluminis Encyclopædia Britannica, notionem miniaturizationis ac facultatem utendi technologiae, quae in gradu nanometro laborari possent, induxit. Hac occasione duo praemia (sic dicta Feynman Praemia) constituit ob res in hac provincia - unum milia dollariorum singula.

1960 Prima palma exsolvere fefellit Feynman. Assumit technologicum interruptum requiri ad fines suos assequendos, sed tempore minoris potentiae microelectronicorum minoris. Victor viginti annos natus erat William H. McLellan. Motricium pondo 35 micrograms cum potestate 250 mW creavit.

1968 Alfred Y. Cho et Ioannes Arthur epitaxy methodi explicant. Formationem superficiei strata monoatomica utentes semiconductoris technologiae - incrementum novorum stratorum simplicium crystallini in substrato existente crystallino, structuram subiectam cristallini exsistentis duplicans. Epitaxy variatio est epitaxy compositorum hypotheticarum, quae efficit ut cum crassitudine unius atomi stratis crystallini deponantur. Haec methodus adhibetur in productione quantitatis punctis et bracteis sic dictis.

1974 Introductio vocabuli "nanotechnologiae". Primum ab universitate Tokyo inquisitor Norio Taniguchi usus est in colloquio scientifico. Definitio physicae Iaponicae hodie in usu manet et haec sonat: "Nanotechnologia est productio technicae artis quae permittit assequi altissimas subtilitates et magnitudinum maximarum, i.e. subtiliter ordo I um.

Visualization of a quantum gutta

80s et 90s Tempus celeris progressionis technologiae lithographicae et productionis ultrathinarum laminis crystallorum. Prima, MOCVD(), est methodus ponendi stratis in superficie materiae utendi compositorum gaseorum organometallicis. Haec una e methodis epitaxialis est, unde eius jocus nomen - MOSFE (). Secunda methodus, MBE, efficit ut tenuissimas nanometros stratas deponere cum definita compositione chemica et accurata distributione profano immunditiae concentrationis. Hoc fieri potest ex eo, quod partes lavacrum praebentur subjectis a radiis hypotheticis separatis.

1981 Gerd Binnig et Henricus Rohrer microscopium inspectum creant. Copiis interatomicis interatomicis utens, permittit te habere imaginem superficiei cum resolutione ordinis quantitatis unius atomi, ferrum supra vel infra superficiem exempli transeundo. In 1989, machina adhibita est individua atomorum manipulare. Praemium Nobelianum Nobelianum Physicae consideratum est Binnig et Rohrer.

1985 Louis Brus of Bell Fabrica invenit semiconductor nanocrystal colloidale (quantum punctis). Definiuntur parva area spatii, tribus dimensionibus a claustris potentiale circumscripta, quando particula cum nece comparabilis quantitati dotinae intrat.

Cover of the book Engines of Creation: De adventu Domini in Nanotechnologiam C. Erici Drexler

1985 Robert Floyd Curl, Jr., Harold Walter Kroto, et Richardus Erret Smalley reperiunt fullerenes, moleculas ex atomis carbonis (ab 28 circiter ad 1500) confectis quae corpus concavum claudunt. Proprietates chemicae fullerenum sunt in multis similibus hydrocarbonum aromaticis. Fullerene C60, vel buckminsterfullerene, ut alii fullerenes, est forma allotropica carbonis.

1986-1992 C. Ericus Drexler duos libros magni ponderis de futurologia edit, qui nanotechnologiam popularunt. Prima, anno 1986 soluta, machinas Creationis vocatur: Tempus Adventum Nanotechnologiae. Praedicat, inter alia, futuras technologias posse atomos singulos modo moderato mutare. Anno 1992, Nanosystemas edidit: Molecular Hardware, Vestibulum, et ideae computationis, quae vicissim praedixerant nanomachinas se effingere posse.

1989 Donald M. Aigler de IBM ponit verbum "IBM" - factum ex 35 atomis xenonis - in superficie nickel.

1991 Sumio Iijima NEC in Tsukuba, Iaponia, invenit nanotubes carbonum, structuras cylindricas concavas. Ad diem notissimum carbonis nanotubes, cuius muri graphene involuti fiunt. Sunt etiam nanotubae non carbones et DNA nanotubes. Nanotubae carbonis tenuissimae sunt ex ordine unius nanometri in diametro, et potest esse decies septies longiores. Insignes vires distrahentes et singulares electricas proprietates habent, et optimae caloris conductores sunt. Hae proprietates faciunt materiae applicationes in nanotechnologia, electronicis, opticis, et in scientia materiae pollicentes.

1993 Warren Robinett in Universitate Carolinae septentrionalis et R. Stanley Williams UCLA virtualem realitatem systema coniunctum cum microscopio cuniculi intuenti permittit ut atomos videndi et etiam tangendi permittat.

1998 Cees Dekker turmas Delft in Universitate Technologiae in Belgio aedificat transistorem qui nanotubis carbonis utitur. In statu, scientiarum singularibus proprietatibus nanotubis carbonis uti conantur ad electronica meliora et velociora producenda quae minus electricitatem consumunt. Hoc limitatum est a pluribus factoribus, quarum aliquae paulatim superatae sunt, quae anno 2016 investigatores in Universitate Wisconsin-Madison duxerunt ut transistorem carbonis parametris melioribus crearent quam optimi prototypa Pii. Investigationes ab Michael Arnold et Padma Gopalan ad progressionem transistoris nanotube carbonis duxerunt, qui bis currens potest competitoris Pii sui portare.

2003 Product patentes technologiae progressae in actione microscopicae argenti iones ad semina necandi, fingunt et plus quam sexcenta genera bactriae formant et propagationem vetant. Particulae argenteae in systemata filtrationis maximae societatis introductae sunt - omnes columellae et pulvis collectus vel pera.

2004 Societas Regia Britanniae et Regia Academiae Engineering divulgant relationem "Nanoscientiae et Nanotechnologiae: Opportunitates et incertae", vocans investigationes in potentias pericula nanotechnologiae pro sanitate, ambitu et societate, ratione ethicae et legalis aspectus.

Exemplar Nanomotor in fullerenis rotis

2006 James Tour, una cum chirographo phisicorum e Universitate Rice, microscopicum "van" ex oligo (phenyleneethynylene) moleculo construit, cuius axes ex atomis aluminii et rotae ex C60 fullerenis fiunt. Nanovehiculum super superficiem movetur, ex atomis auri constans, sub impressione incrementi temperaturae, ob rotationem fullonis "rotarum". Supra temperiem 300 ° C, acceleravit tantum ut chymici eam amplius investigare non possent.

2007 Technion nanotechnologi totius Judaeorum "Veteris Testamenti" convenit in ambitum justorum 0,5 mm² patella pii laganum. Textus insculptus erat, ut rivum gallium in laminam positos dirigens.

2009-2010 Nadrian Seaman et collegae in Universitate Novi Eboraci creant seriem DNA quasi nanomountum in quibus structurae syntheticae DNA programmari possunt ad "producere" alias structuras cum figuris et proprietatibus desideratis.

2013 IBM phisicis cinematographicum animatum creant qui solum spectari possunt post 100 decies centena millia magnificatus. Vocatur "Puer et Atom" eius et cum punctis diatomicis ducitur una billionth metri magnitudine, quae sunt singulae moleculae monoxidis carbonis. Viverra depingit puerum qui primum pila ludit et deinde in trampolinum prosilit. Una molecularum etiam partes pilae ludit. Omnis actio in superficie aeris versatur, et magnitudo cuiusque cinematographici plures decem nanometros non excedit.

2014 Scientistae ex ETH Universitate Technologiae in Zurich successerunt membranam raros creando quam unus nanometer crassus. Crassitudo materiae per manipulationem nanotechnologicam consecuta est 100 XNUMX. minor capillus humanus. Secundum membra societatis auctorum, haec materia rarissima est tenuissima quae haberi potest et generaliter fieri potest. Constat ex duobus laminis structurae graphenae dimensivarum duarum. Membrana permeabile est, sed solum ad particulas, retardationem vel omnino majores particulas captando.

2015 Sentina hypothetica creatur, fabrica nanoscale quae industriam ab uno moleculo in aliud transfert, processus naturales imitantia. Propositum ab inquisitoribus in Weinberg Collegio Artium et Scientiarum Northwestern designatum est. Mechanismus simile est processuum biologicorum in servo. Exspectatur huiusmodi technologiae applicationem praecipue in campis biotechnologiae et medicinae, exempli gratia in musculis artificialibus.

2016 Secundum publicationem in Diario scientifico Naturae Nanotechnologiae, investigatores in Universitate Technical Hollandica Delft effecti sunt ut media repositionis unius atomi effringerent. Nova methodus plus quam quingenties densitatem repono altiorem praebere debet quam quaelibet technologia adhibita. Auctores notant etiam meliores proventus effici posse utendo exemplo trium dimensivarum locorum particularum in spatio.

Classification of nanotechnologiae et nanomaterialium

1. Structurae nanotechnologicae comprehendunt:

• quantum putei, filis et dots, i.e. variae structurae quae sequenti pluma coniunguntur - limitatio localis particularum in area quadam per claustra potentiales;
• materia plastica, cuius structura ad singulas moleculas moderatur, propter quas fieri potest, exempli gratia, materias inusitatas proprietates mechanicas obtinere;
• fibrarum artificialium - materias cum structura admodum exactissima hypothetica, etiam proprietatibus mechanicis insolitis distincta;
• nanotubes, supramoleculares structurae in modum cylindrici concavi. Ad diem notissimum nanotubes carbonis, quarum muri graphene plicato (graphite graphitico monatomica fiunt). Sunt etiam nanotubae non carbonum (exempli gratia ex sulfide tungsten) et ex DNA;
• materiae attritae in modum pulveris, cuius grana sunt, verbi gratia, accumulationes atomorum metallorum. Argentum () proprietates antibacteriales validis late in hac forma adhibita;
• nanowires (exempli gratia argentum vel cuprum);
• elementa utentes electronico lithographiae et aliis methodis nanolithographiae formatis;
• fullerenes;
• graphene et aliae materiae duae dimensiva (borophene, graphene, nitrida boron sexangulae, silicene, germanae, molybdaeni sulfidei);
• compositae materiae nanoparticulis auctae.

Superficies nanolithographica

2. Classificatio nanotechnologiarum in scientiarum systematica, anno 2004 per Organizationem ad cooperationem oeconomicam et progressionem evoluta (OECD);

• nanomateria (productio et proprietas);
• nanoprocessae (applicationes nanoscales - biomateriae ad biotechnologiam industrialem pertinent).

3. Nanomateria sunt omnia materiae in quibus sunt structurae regulares in gradu hypothetico, i.e. non excedentes 100 nanometers.

Hic modus potest referri ad magnitudinem praediorum ut unitas fundamentalis microstructurei, vel ad crassitiem stratorum in subiecto positae vel depositae. In praxi, modus infra quem nanomateria attribuitur, differt pro materiis cum diversis proprietatibus agendis - maxime coniungitur cum specie propriarum proprietatum cum exceditur. Reducendo magnitudinem structurarum ordinatarum materiarum, signanter emendare potest suas physicas, mechanicas, aliasque proprietates.

Nanomateriales in quattuor sequentes circulos dividi possunt;

• nulla dimensiva exempli gratia, quantas dots, argenti nanoparticles;
• una dumtaxat - exempli gratia, metallum vel semiconductor nanowires, nanorods, polymericae nanofibers;
• duos dumtaxat - exempli gratia, nanometer stratorum unius periodi vel multi-aedialis, graphenae et aliarum materiarum cum crassitudine unius atomi;
• tres dimensionis (vel nanocrystallina) - constant e ditionibus crystallinis et accumulationibus augmentorum cum amplitudines ordinis nanometri vel compositorum cum nanoparticulis aucti.