Semua perkara di sekeliling kita terdiri daripada atom dan molekul. Untuk memahami tingkah laku bahan tertentu kuantum ciri-ciri atom dicari. Tetapi dengan munculnya penelitian, ditemukan bahwa ada skala yang jauh lebih kecil daripada skala molekul. Ini adalah skala nano yang mengukur satu bilion bilion meter. Atom jirim berukuran kira-kira 0.1nm. Oleh kerana atom adalah asas penyusun jirim, pada skala nano seseorang dapat menyusun atom-atom ini bersama-sama untuk membentuk bahan baru. Semua kajian di sekitar kajian dan penemuan yang melibatkan sifat unsur pada skala nano ini disebut sebagai Nanoteknologi.
Apa itu Nanoteknologi?
Istilah nano merujuk kepada skala satu-bilion satu meter. Ini lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya. Nanoteknologi merujuk kepada semua penyelidikan yang terlibat dengan manipulasi jirim pada peringkat skala nano. Didapati bahawa sifat kuantum jirim pada skala nano berbeza dengan skala atom. Oleh itu, penyelidikan yang berkaitan dengan nanoteknologi sangat luas yang merangkumi banyak bidang sains seperti kimia Organik, biologi molekul, sains permukaan, penyimpanan tenaga, kejuruteraan molekul, Semikonduktor fizik, dan mikrofabrikasi.
Asas
Penyelidikan bahan nano sangat menarik kerana ia adalah peringkat asas di mana atom disusun bersama. Oleh itu, seseorang dapat membentuk pelbagai jenis bahan dengan memanipulasi bahan pada skala ini. Skala nano berkisar antara 1-100nm. Ia lebih kecil daripada skala mikro dan lebih besar daripada skala atom. Oleh kerana penyelidikan mengenai teknologi ini melibatkan pelbagai sifat perkara, adalah penting untuk mempunyai latar belakang yang kuat dalam pelbagai sains.
Nanoteknologi
Pada peringkat skala nano, peraturan mekanik kuantum bahan sangat berbeza dengan tahap atomnya. Sebagai contoh, bahan yang berperilaku sebagai penebat pada bentuk molekul boleh bertindak sebagai semikonduktor semasa pecahan ke skala nano. Pada tahap ini, titik lebur zat juga boleh berubah kerana peningkatan luas permukaan. Semua kajian di sekitar nanoteknologi hari ini melibatkan kajian sifat-sifat ini di skala nano dan untuk mengetahui bagaimana menggunakannya untuk aplikasi baru.
Hari ini Nanoteknologi merujuk juga merujuk kepada sains membina item dari bawah ke atas menggunakan alat dan teknologi yang ada sekarang, untuk membentuk produk berprestasi tinggi.
Jenis Nanoteknologi
Sebagai nanoteknologi berkaitan dengan kajian jirim pada skala nano, dan sains pada skala ini berada di bawah nanoteknologi. Ilmu yang berkaitan dengan manipulasi jirim untuk membentuk prestasi tinggi transistor dan pemproses mikro dikenali sebagai Nanoengineering. Apabila nanoteknologi digunakan untuk menghasilkan produk farmaseutikal disebut sebagai Nanomedicine. Nanoteknologi sangat digunakan untuk pembuatan alat elektronik yang dikenali sebagai Nanoelectronics.
Nanoteknologi mempunyai dua jenis pendekatan - pendekatan bawah-atas dan pendekatan Top-dow. Dalam pendekatan bottom-up, bahan dibentuk dari komponen kecil yang bergerak ke arah komponen yang lebih besar. Dalam pendekatan Top-down, bahan nano terbentuk dari entiti yang lebih besar.
Selama bertahun-tahun nanoteknologi juga dikembangkan sebagai Nanomekanik, Nanofotonik, dan Nanoionik yang menyediakan asas saintifik asas untuk nanoteknologi.
Kegunaan Nanoteknologi
Bahan skala nano digunakan untuk aplikasi pukal. Nanofillers terbentuk yang digunakan dalam sel suria untuk mengurangkan kos pengeluarannya. Nanoteknologi telah memberikan sumbangan besar dalam bidang bioperubatan. Aplikasi seperti kejuruteraan tisu, penghantaran ubat, dan biosensor dikembangkan.
Nanoteknologi membantu dalam penstrukturan DNA tiruan dan kajian mengenai asid nukleik lain. Dalam sintesis bahan, teknologi ini telah membantu dalam merancang molekul berbentuk baik. Teknik fabrikasi baru seperti nanolitografi, pemendapan Lapisan Atom dikembangkan.
Kelebihan dan kekurangan
Perkembangan bidang ini telah membantu dalam evolusi pelbagai ilmu baru. Dengan menggunakan teknologi nano, sifat bahan dapat dimanipulasi mengikut keperluan kita. Bahan boleh dibuat lebih tahan lama, stabil, lebih kuat, lebih ringan, lebih reaktif, konduktor elektrik yang lebih baik, dan lain-lain.
Kekurangan yang melibatkan nanoteknologi serupa dengan yang biasanya berlaku dengan perkembangan teknologi baru. Kesan nanoteknologi terhadap keadaan persekitaran sangat ditakuti. Kesan teknologi ini terhadap ekonomi global juga menjadi perhatian.
Penyelidikan masa depan dalam bidang ini melibatkan pengembangan nanorobotik dan aplikasinya dalam ubat-ubatan. Peranti pembuatan nano baru dicadangkan untuk aplikasi komersial masa depan. Nanomachines sedang dicadangkan yang akan membantu dalam pengembangan bahan nano baru dan sistem nano. Perkara yang sifatnya mudah dibalik dan dikawal secara luaran sedang dikembangkan. Istilah baru seperti bioteknologi dan teknologi Femto telah digabungkan dengan teknologi ini. Apakah dua pendekatan yang digunakan dalam pembuatan nanomaterial?
