Athshamhlú a dhéanamh ar ár nana-braiteoirí Giarála Amach Anseo

“Nuair a fhásann tú aníos, is iondúil go n-insítear duit don domhan mar atá sé agus is é do shaol ach do shaol a chónaí laistigh den domhan. Déan iarracht gan bash isteach sna ballaí an iomarca. Déan iarracht teaghlach deas a bheith agat, spraoi a bheith agat, sábháil beagán airgid.

Saol an-teoranta é sin.

Is féidir leis an saol a bheith i bhfad níos leithne nuair a aimsíonn tú fíric shimplí amháin: Bhí gach rud mórthimpeall ort a dtugann tú beatha air déanta suas ag daoine nach raibh níos cliste ná tusa agus is féidir leat é a athrú, is féidir leat tionchar a imirt air, is féidir leat do chuid rudaí féin a thógáil atá ag daoine eile féidir a úsáid.

Nuair a fhoghlaimíonn tú é sin, ní bheidh tú mar an gcéanna arís. " - Steve Jobs

Mogul agus Máistir-Nuálaí, Steve Jobs.

Tá an domhan ag athrú níos gasta ná riamh agus caithfimid a bheith feistithe chun teorainn cróga nua a láimhseáil. Ach conas a fuaireamar anseo?

Fás Incriminteach na Teicneolaíochta go dtí deireadh na 1940idí.

Bhíomar ag maireachtáil paraidím de rud ar a dtugtar, teicneolaíocht incriminteach. Bhíomar ag iarraidh 1% den domhan a athrú ag an am le go mbeadh sé níos fearr. I 1400, cumadh an preas clódóireachta agus d’athraigh sé sin gach rud. Ó shin i leith tá ár meon ag feabhsú céim amháin ag an am, ag feabhsú go hincriminteach. Ó thonnta raidió go comharthaí gan sreang, rinneamar nuálaíocht ag úsáid gairis nasctha chun cumarsáid a dhéanamh le daoine eile ar fud an domhain. Ansin, fuaireamar bealach chun íomhánna a aistriú go digiteach ar fhíseán. Is cosúil gur athruithe móra iad seo ach níl ach fadhb amháin ann. Tá sé incriminteach. Dá ndéarfá le duine 10 mbliana ó shin go raibh físchomhrá ann déarfaidís leat dúnadh suas agus teacht amach as do shaol ficsean eolaíochta. Ach tharla sé agus bhí ionadh ar gach duine. Ansin tháinig pointe in am nuair a d’athraigh gach rud…

Fás Easpónantúil na Teicneolaíochta Nua-Aimseartha Ó 1950 go dtí an Láthair.

Riail 80/20: Déantar 80% dár dteicneolaíocht a chumadh in aon chreat ama amháin, agus pléascann an 20% deireanach ag an am céanna. Ceapadh an teicneolaíocht agus an t-idirlíon nua-aimseartha go léir níos lú ná 25 bliain ó shin. Táimid ag maireachtáil i gceart i lár athrú séadchomhartha sa tsibhialtacht agus glacaimid leis go deonach. Nuair a phléascann rud éigin i bhfás tugaimid teicneolaíocht easpónantúil air. Má cheapann tú go bhfuil an teicneolaíocht atá againn anois chun cinn, tá teicneolaíocht nua á forbairt a chuirfidh d’intinn i mbaol.

Nanaitheicneolaíocht

Is éard atá i nanaitheicneolaíocht agus nana-eolaíocht, i dtéarmaí layman, staidéar agus cur i bhfeidhm rudaí an-bheag agus is féidir iad a úsáid ar fud na réimsí eolaíochta eile go léir, mar cheimic, bhitheolaíocht, fhisic, eolaíocht ábhair, agus innealtóireacht.

Fisiceoir Richard Feynman, Athair Bunaitheach na Nanaitheicneolaíochta.

Ceann de na gnéithe corraitheacha agus dúshlánacha a bhaineann le nanaitheicneolaíocht is ea an ról a imríonn meicnic chandamach ann. Tá rialacha na meicnice chandamach an-difriúil ó fhisic chlasaiceach, rud a chiallaíonn gur féidir le hiompar substaintí ag an nanoscale contrártha le tuiscint choiteann uaireanta trí iompar go hearráideach agus go treallach. Ní féidir leat siúl suas go balla agus teleportáil láithreach go dtí an taobh eile de, ach ag an nanascála is féidir le leictreon - tugtar tollánú chandamach nó tollánú leictreon air. D’fhéadfadh sé gur leathsheoltóirí iad substaintí ar inslitheoirí iad i bhfoirm mórchóir nuair a dhéantar iad a laghdú go dtí an nanascála. Is féidir le leáphointí athrú de bharr méadú ar an achar dromchla. Éilíonn cuid mhór den nanaitheolaíocht intinn oscailte agus fonn foghlaim ón tús.

Ag an Nanoscale, is féidir le Leictreon Teileachumarsáid a dhéanamh ar an Taobh Eile de Réad Soladach trí Thollán Quantum.

Tá táirgí nua a chuimsíonn nanaitheicneolaíocht ag teacht amach gach lá. Tá fabraicí frithsheasmhachta, cosmaidí domhain-dhomhain, taispeántais criostail leachta (LCD) agus áiseanna eile a úsáideann nanaitheicneolaíocht ar an margadh. Roimh i bhfad, feicfimid mórán de tháirgí eile a bhaineann leas as nanaitheicneolaíocht ó mhicreaphróiseálaithe Intel go bith-nana-ábhair, toilleoirí nach bhfuil ach cúpla nanaiméadar tiubh. Cé go bhfuil sé seo corraitheach, níl ann ach barr an oighir chomh fada agus a d’fhéadfadh tionchar a bheith ag nanaitheicneolaíocht orainn sa todhchaí. Go sonrach sna heolaíochtaí sláinte, tá eolaithe agus dochtúirí ag baint úsáide as nanaitheicneolaíocht réabhlóideach, nana-braiteoirí.

Tá nanaitheicneolaíocht Infheidhme in Aon Suíomh, tá sí Timpeall Linn.

Cás Aisteach Nanosensor

Go luath sna 1990idí, tugadh teicneolaíocht braiteora isteach sa réimse míochaine mar bhealach chun sláinte agus sábháilteacht daoine aonair a fheabhsú, agus innealra costéifeachtach i gcoinne innealra cumasach a chruthú. Inniu, in 2018, tá eolaithe ag úsáid nana-braiteoirí chun cur isteach go hiomlán ar thionscal an leighis. Ach cad é go díreach nanosensor? Is post nana-braiteoir é faisnéis a thabhairt faoi phointí céadfacha bitheolaíocha, ceimiceacha nó máinliachta nanacháithníní chuig an domhan macrascópach. Cé go n-úsáidtear iad den chuid is mó sa réimse míochaine, is geataí iad nana-braiteoirí chun nana-tháirgí eile a thógáil, mar shampla sceallóga ríomhaire a oibríonn ag an nanascála agus na nana -obóit.

Déantar nana-braiteoirí ó nana-tiúbáin charbóin, gach milliún níos lú ná snáithe gruaige.

Is é aidhm chriticiúil na míochaine diagnóiseacha a bheith in ann fadhbanna míochaine a dhiagnóisiú chomh tapa agus is féidir, ag cur ar chumas dochtúirí cóir leighis a chur ar othair sula bhféadann aon damáiste dochúlaithe nó ainsealach tarlú. D’éirigh le taighdeoirí cheana féin nanaitheicneolaíocht a úsáid chun: íomháú bitheolaíoch a fheabhsú, monatóireacht a dhéanamh ar thógáil na mbaictéar ar ionchlannáin, agus rabhadh a thabhairt go héifeachtach do dhochtúirí nuair a bhíonn cóireáil ag teastáil sula n-ardóidh ceist na sláinte. Dá bhrí sin, cé go bhféadfadh sé a bheith deacair a shamhlú cé chomh beag agus atá na nana-braiteoirí, tá sé i bhfad níos éasca na buntáistí a bhaineann le nanaitheicneolaíocht a chur i bhfeidhm ar leigheas.

Is coincheap simplí go leor é oibriú inmheánach nana-braiteoirí. Oibríonn nana-braiteoirí trí mhonatóireacht a dhéanamh ar athruithe leictreacha sna hábhair braiteora. Le cumas braite speisialta faisnéis agus sonraí a bhrath, tá a socrú cosúil le socrú braiteora rialta. Oibríonn nana-braiteoirí trí athruithe éagsúla a ríomh agus a thomhas i: díláithriú, dislocations, tiúchan, toirt, luasghéarú, brú agus teocht gach cille sa chorp beo. Tá go leor nana-braiteoirí deartha chun idirdhealú a dhéanamh idir gnáthchealla agus cealla neamhghnácha cosúil le braiteoirí chun ailse a bhrath i gcorp beo, rialaitheoirí móilíneacha chun cógais a sheachadadh i gcorp an duine. Trí athruithe macrascópacha a fheictear ó idirghníomhaíochtaí seachtracha a bhrath, sainaithníonn nana-braiteoirí cealla ar leith go cruinn nó na codanna den chorp a bhfuil aon easnamh orthu i bhfad níos gasta ná aon dochtúir ar domhan.

Nanosensors ag Obair chun Easnamh ar bith a d’fhéadfadh a bheith i láthair sa Chorp a aithint.

Conas a dhéantar é: Eagrán Nanosensor

Is éard atá i gceist leis an bpróiseas caighdeánach chun nana-braiteoirí a dhéanamh nana-oiriúnú. Cruthaíonn liteagrafaíocht bhíoma leictreon foirmiú patrúin deartha ar shraith maisc agus liteagrafaíocht teilgean optúil chun na chéad phatrúin masc eile a atáirgeadh ag leibhéal ard tréchur.

Litríocht Bhíoma Leictreon: Frithsheasmhach don Phatrún Scéime.Litríocht Bhíoma Leictreon: Aistriú Patrún Scéime.

Mar sin féin, le nuálaíocht, úsáideann nanaitheicneolaithe roinnt bealaí anois chun nana-braiteoirí a dhéanamh, lena n-áirítear modhanna traidisiúnta agus neamhchoinbhinsiúnacha. Is samplaí de phróisis thraidisiúnta iad liteagrafaíocht bhíoma ian dírithe, liteagrafaíocht teilgean optúil, agus liteagrafaíocht ón mbarr anuas, agus léiríonn liteagrafaíocht bhog agus liteagrafaíocht probe cóngarach na cosáin chruthaitheacha a bhfuil súil ag taighdeoirí a spreagfaidh nuálaíocht.

Tá liteagrafaíocht bhíoma ian fócasaithe cosúil le gnáthmhodhanna eile nanofabrication ach anseo cuirtear lionsaí leictreastatacha in ionad lionsaí maighnéadacha mar gheall ar na maiseanna ian i bhfad níos troime. Is é an míbhuntáiste a bhaineann leis an gcineál seo liteagrafaíochta ná a luas teoranta scríbhneoireachta, toisc go bhfuil dlús reatha an bhíoma ian 2 ordú méide níos lú ná dlús na bíomaí leictreon.

Ionadaíocht Scéime ar Phróiseas Muilleoireachta Grátála agus Treoracha Scanadh ar Litríocht na Bhíoma ian.

Tá an liteagrafaíocht bhog bunaithe ar stampa leaistiméireacha a úsáid chun foshraith sholadach a dúch le cabhair ó fhéinthionól móilíneach. Cuireadh bog-liteagrafaíocht i bhfeidhm ar dhéantús trasraitheoirí éifeacht páirce, struchtúir mhaighnéadacha agus fheistí optúla.

Múnlú Micrea-Aistrithe Bog-Liotagrafaíochta.

In 2012, den chéad uair, rinne taighdeoirí eagair de bhraiteoirí nana-hidrimeicniúla ar scála mór i saoráid monaraithe leathsheoltóra. Taispeánann an obair seo go bhféadfadh mais-speictriméadar ar sliseanna a bheith mar thoradh ar na gairis seo, atá in ann ceimiceáin a bhrath ag tiúchan codanna in aghaidh an billiún.

Eagar Braiteora: Tá eagair dlúth braiteoirí nanaileictreomeicniúla (lár) ar abhlann sileacain 200-mm-trastomhas (barr). Tá gach braiteoir thart ar 2.5 µm ar fhad (bun).

Is cantilevers bídeacha sileacain iad an braiteoir córais nanoelectromechanical, nó NEMS, gach ceann acu ach 800 nm ar leithead agus 2 µm ar fhad, atá cosúil le cláir tumadóireachta. Nuair a thuirlingíonn móilín ar bhraiteoir, laghdaíonn an móilín minicíocht tonnchrith an luamháin. De réir mar a chreathann sé níos lú, athraíonn an strus ar an mbunstruchtúr sileacain, rud a fhágann go n-athraíonn a fhriotaíocht leictreach trí éifeacht fhisiceach ar a dtugtar piezoresistance. Dá bharr sin, is féidir le taighdeoirí na luaineachtaí seo a bhrath go héasca. Dá réir sin, ceadaíonn nanofabrication táirgeadh nanastruchtúr gan mórán lochtanna agus comhdhéanamh ceimiceach aonchineálach. Ina theannta sin, cruthaítear go bhfuil an cur chuige ón mbarr anuas éifeachtach ó thaobh costais agus tugann soláthraithe an deis do chruth agus méid an táirge a ionramháil.

Ag an Nanoscale, Taispeánann Graifít Roinnt Airíonna Iontacha. Nuair a Ghníomhaítear Paddle, Cosúil leis an gceann sa phictiúr, athraíonn an fhriotaíocht a thomhaistear tríd an nana-ábhar carbóin arís agus arís eile, ag cruthú frithsheasmhachta inathraithe (Athraigh).

Réitíonn Nanofabrication Fadhbanna, ach Níl ​​mórán dá chuid féin chomh maith…

Cé go raibh nana-oiriúnú ar cheann de na forbairtí is tábhachtaí i bpróiseáil léasair le 10 mbliana anuas, tá an próiseas tar éis teacht ar go leor réimsí imní.

Ar an gcéad dul síos, teastaíonn go leor ama chun nana-oiriúnú a mhonarú toisc nach í an teicneolaíocht an áit a gcaithfidh sí a bheith. Cosúil le go leor de na nuálaíochtaí is mó atá againn, tá an nana-oiriúnú “avant-garde” agus éileoidh sé go ndéanfar dul chun cinn sa nanaitheicneolaíocht fíor-éifeachtach agus éifeachtúil.

Modhanna Éagsúla de Nanofabrication.

Ag brath ar do mhodh nanofabrication, tá ceisteanna ann a d’fhéadfadh teacht chun cinn. Maidir le nana-oiriúnú “ón mbarr anuas”, tá na dolaí atá ar fáil mór agus cuireann siad teorainn leis an bpróiseas go héifeachtach. Ina theannta sin, tá teorannú ann a eascraíonn as tonnfhad an tsolais nó na huirlise. Maidir le nana-oiriúnú “ón mbun aníos”, tá líon teoranta uirlisí ann chun móilíní agus adamh aonair a ionramháil. Ina theannta sin, teastaíonn dromchla comhoiriúnach leis an modh seo a fhágann go bhfuil trealamh trom ag teastáil ón bpróiseas.

Bealaí Ceimiceacha chuig Nanofabrication Barr-Down.

Is fadhb é gearradh agus cruinneas ina dhiaidh sin tar éis nanofabrication. Úsáideann nanaitheicneolaithe léasair chaighdeánacha chun ábhair a ghearradh agus d’fhéadfadh sé seo a bheith ina chúis le neamhfhoirfeachtaí leis na táirgí deiridh. Is féidir fiú an mí-iompar léasair is lú drochthionchar a bheith aige ar chumas nana-braiteoir feidhmiú.

Is cuma cén chaoi a dtéann tú i mbun nanofabrication, is é trí fhadhb a bhaineann le haon teicneolaíocht suaiteach: nach féidir le gach duine rochtain a fháil ar an teicneolaíocht, go bhféadfadh sé a bheith costasach oibriú, agus tá bearna eolais ann nuair nach dtuigfidh daoine aonair obair inmheánach na teicneolaíochta. Ní hionann nanofabrication.

Ag Breathnú ar an Todhchaí

Tagann gach fadhb leis an bhfiach le haghaidh réiteach ina dhiaidh sin agus ní hionann na saincheisteanna a bhaineann le nana-oiriúnú.

In éineacht le dul chun cinn i dteicnící liteagrafacha chun toisí cliathánach a laghdú, modhanna sil-leagain chun toisí ingearacha a laghdú, agus comhéadain ciseal a chur in oiriúint tá gá le modhanna ardtaifigh de thréithriú fisiceach agus ceimiceach. Éilíonn gach céim nanofabrication uirlisí tréithrithe chun an próiseas a bharrfheabhsú agus a cháiliú. Ionstraimíocht ar féidir léi raon leathan faisnéise a sholáthar faoi thréithe agus cháilíocht ábhair agus fheistí leathsheoltóra. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach go bhforbrófar an teicneolaíocht chun nanofabrication níos éifeachtaí agus níos éifeachtaí a fhorbairt chun dul chun cinn breise sa réimse.

Tá diansaothrú déanta ar thaighde maidir le gearradh mín ar ábhar nana le cúpla bliain anuas. Éilíonn an gearradh ardchaighdeáin i dtáirgeadh stent míochaine teicneolaíocht ghearradh léasair níos fearr a fhéadann an riachtanas le haghaidh iarphróiseála a íoslaghdú. Seo an áit a dtagann teicneolaíocht nanafótónach i bhfeidhm le haghaidh gearradh beacht. Déileálann nanafotonics le comhpháirteanna miotalacha a iompraíonn agus a dhíríonn solas trí pholaitíní plasmón dromchla. Le nanafotonics, is féidir solas a bhrú i méid beag, agus é a shú isteach i léasair bheaga. Beidh airíonna inmhianaithe éagsúla ag na léasair seo le haghaidh úsáide optúla lena n-áirítear solas a dhíriú chun nana-ábhair a ghearradh tar éis an phróisis nana-oiriúnú. Dá bhrí sin, is féidir le nanaitheicneolaithe, go teoiriciúil, a gcumas chun earráidí a dhíchur a uasmhéadú.

Le Cabhair ó Nanophotonics, is Féidir Solas a Dhíriú chun Ábhair Nano a Ghearradh Tar éis an Phróisis Nanofabrication.

Tá foireann idirnáisiúnta curtha le chéile ag an Dr. Li Jiafang, ó Institiúid na Fisice (IOP), Acadamh Eolaíochtaí na Síne, le déanaí chun teicnící kirigami a chur i bhfeidhm chun nana-oiriúnú 3D a chur chun cinn.

Saothar Ealaíne Páipéar Traidisiúnta Kirigami a Spreag an Dr. Li Jiafang.

Trí úsáid a bhaint as an gcothromaíocht struis faoi threoir topagrafaíochta laistigh de nanofilm, baineadh amach go beacht claochluithe cruth 3D ildánach mar bhúcla aníos, lúbadh anuas, rothlú casta agus casadh nanastruchtúr. D’fhorbair foireann Jiafang samhail theoiriciúil freisin chun an dinimic a shoiléiriú le linn na monaraithe nano-kirigami. Tá tábhacht mhór leis seo ós rud é go dtugann sé deis do thaighdeoirí nana -iméadracht 3D a dhearadh bunaithe ar na feidhmiúlachtaí optúla atá ag teastáil. Is féidir an coincheap a leathnú go hardáin leathana nanofabrication agus d’fhéadfadh sé go dtiocfadh réadú nanastruchtúr optúla casta le haghaidh braite, ríomha, córais nana-leictrimheicniúla nó feistí bithleighis. Réabhlóid sa nanofabrication agus a idé-eolaíocht a spreagadh.

Nano Kirigami sa Déanamh.

Tá todhchaí na nanaitheicneolaíochta agus na nana-braiteoirí an-geallta. Cé go bhféadfadh fadhb áirithe a bheith ann maidir le nana-oiriúnú táirgí, is fearr a chreideann tú go bhfuil daoine paiseanta ag obair gan staonadh chun gach saincheist amháin a réiteach.

Mo Nóta Pearsanta agus Tuilleadh Léitheoireachta

Is é an uirlis is tábhachtaí ná eolas. Riachtanas agus aon fhadhb á réiteach ná an oiread peirspictíochta agus is féidir a fháil agus na bealaí éagsúla ar féidir an cheist a réiteach a fheiceáil. Maidir le nanofabrication agus a chastacht, ní mór dúinn dul i ngleic le fadhbanna ar an mbealach céanna. Dá réir sin, tá sé fíor-riachtanach go nochtfaí daoine aonair don phróiseas nana-oiriúnú. Trí leanaí a theagasc faoi nanaitheicneolaíocht agus teicneolaíochtaí easpónantúla eile is féidir linn paisean agus fíorchuspóir a chothú sa saol. Le daoine níos paiseanta, diongbháilte ag obair ar na fadhbanna is mó atá againn a réiteach, ní amháin gur féidir linn léargas úr a fháil agus oibriú i dtreo saincheisteanna a réiteach mar luasghéarú ar an bpróiseas fairsing nana-oiriúnú, ach freisin a bheith nuálaíoch mar nach raibh riamh cheana.

Níl ann ach an dul chun cinn atá déanta sa nanaitheicneolaíocht, go háirithe nana-braiteoirí, ag séideadh intinne. Tá comhiarrachtaí eolaithe ó leithéidí Richard Feynman chuig saotharlanna a bhfuil cáil dhomhanda orthu inniu le moladh go mór. Trí na páipéir seo a léamh, múineann siad dom ní amháin an t-eolas, ach an dearcadh i leith taighde eolaíoch - foighne, dóchas, agus marthanacht.

Má tá tú chomh corraithe is atá mé agus is breá liom todhchaí na nanaitheicneolaíochta agus na nana-braiteoirí a shamhlú, mholfainn na léamha seo a leanas:

  • Deis Teicneolaíochta: Nanosensor Ceimiceach
  • Luasghéarú ar Airleacain in Eolaíocht, Innealtóireacht, agus Leigheas trí Nanaitheolaíocht agus Nanaitheicneolaíocht
  • Nanaitheicneolaíocht - Ionchas sa Todhchaí i Leigheas le Déanaí
  • Nanosensors agus Nanomaterials chun Monatóireacht a dhéanamh ar Glúcós i Diaibéiteas

Tá súil agam gur bhain tú taitneamh as an alt seo, sula dtéann tú:

  1. Buail an post seo má d’fhoghlaim tú rud éigin nua.
  2. Comhroinn le teaghlach agus le cairde a mbeadh suim acu ann
  3. Liostáil le mo mheán chun fanacht suas chun dáta le mo fhiontar sa nanaitheicneolaíocht!