Nanotegnologie

Hoe het nanotegnologie deur die jare heen gevorder?

Hoe het nanotegnologie deur die jare heen gevorder?

Nanotegnologie is die voorpunt van moderne tegnologiese vooruitgang. Dit is die innoverende tegnologie wat rekenaars en transistors in staat stel om tred te hou met die berugte Moore's Law. Dit sal ook 'n revolusie in die moderne medisyne en behandeling veroorsaak.

Moderne nanotegnologie, eerder die vermoë om atome en strukture so groot soos nanometers noukeurig te verander, verskil heeltemal van die soorte nanotegnologie uit die verlede. Nanotegnologie as 'n veld van menslike innovasie bestaan ​​egter sedert ongeveer die 4de eeu n.C.

Om 'n beter begrip te kry van moderne nanotegnologie en wat ons vermoë om atome en molekules te reduseer, gekelder het, laat ons terugkyk op al die vooruitgang en ontwikkelinge wat deur die geskiedenis in hierdie bedryf gemaak is.

Die begin van nanotegnologie

Vroeë voorbeelde van nanotegnologie wat deur mense gebruik word, neem die vorm aan van innoverende materiale wat vir spesifieke doeleindes geskep is. Die vroegste voorbeeld wat ons het van nanodeeltjies wat gebruik word in die materiële skepping van 'n voorwerp, is uit die Lycurgus Cup, wat dateer uit die 4de eeu. Colloïdale goud en silwer is in die glas van die beker vasgelê sodat dit ondeursigtig groen en rooi kan wees, afhangende van waar die bron van die lig wat dit tref, vandaan kom.

Kolloïdale goud en silwer is nanodeeltjies wat vandag nog gebruik word vir baie van hul voordelige eienskappe. Dit gesê, hierdie vroeë gebruik van nanodeeltjies in die ontwerp van glasmateriaal het die volgende paar honderd jaar sonder veel innovasie voortgegaan.

Die grootste deel van die innovasie rondom nanodeeltjies was meestal stadig, aangesien mense geen maklike manier gehad het om hierdie deeltjies te ondersoek of selfs te verstaan ​​dat dit in 'n groter mate bestaan ​​nie.

VERWANTE: IS NANOTEGNOLOGIE skadelik vir u GESONDHEID?

Tussen die eerste gebruik van nanotegnologie en tot in die 17de eeu is nanodeeltjies gebruik in keramiekglasure, hoofsaaklik in die vorm van silwer of koper-nanodeeltjies. Hierdie bymiddels het die glansers 'n metaalglans gegee wat met geen ander glans van destyds geskep kon word nie.

Gedurende hierdie lang periode van ontwikkeling het ambagsmanne ook meer kennis opgedoen in die werk met materiale wat nanodeeltjies bevat om ryk kleure in loodglasvensters te skep.

Tussen die 13de en 18de eeu, weg van die broosheid van glas en keramiek, is nanodeeltjies gebruik in die ontwikkeling van lemme in Damaskus. Vakmanne wat verskillende staallae saamgevou het tydens die vervaardigingsproses van hierdie lemme, het onwetend koolstof-nanobuise geskep, wat die lemme ongelooflik sterk gemaak het, maar ook ongelooflik lig.

Al hierdie nanotegnologiese gebruike was hoofsaaklik aan die hand van bekwame vakmanne, wat die beste materiale ter wêreld geskep het deur verfynde prosesse. Eers in die middel van die 1800's het die ontwikkeling van nanotegnologie regtig begin versnel, hoofsaaklik as gevolg van nuwe innovasies.

Wat het nanotegnologie in die moderne era gebring

In 1857 ontdek 'n wetenskaplike bekend as Michael Faraday eers kolloïdale goud. Terwyl kolloïdale goud al eeue tevore in materiale gebruik is, was dit die eerste keer dat dit geïsoleer is en waargeneem dat dit verskillende kleure onder verskillende beligtingstoestande vervaardig.

Dit sal egter nog 80 jaar duur voordat iemand hierdie nanodeeltjies direk kan ondersoek.

In 1936 het Erwin Müller die veldemissie-mikroskoop by die Siemens Research Laboratory uitgevind. Hierdie mikroskoop was die eerste wat beelding van materiale op byna atoomvlakke toegelaat het. Dit was 'n belangrike stap om nanodeeltjies te kan ondersoek op die skaal waarin dit bestaan.

Teen 1950 het twee navorsers 'n sterk teorie ontwikkel oor hoe om kolloïdale materiale in 'n laboratorium te kweek. Dit was die eerste stap om nanomateriaal op 'n beheerde en vasberade manier te kon skep. Uiteindelik het dit gelei tot die gebruik van kolloïdale materiale in verf, films en papier.

Die volgende jaar, in 1951, is die volgende mikroskoop-ontdekking gedoen wat die navorsing oor nanotegnologie beïnvloed het. Erwin Müller het weer 'n ander mikroskoop uitgevind, hierdie keer die veldioonmikroskoop. Dit maak voorsiening vir die beelding van die manier waarop atome gerangskik is, en word eers gebruik om wolframatome af te beeld.

Dit was kort na hierdie ontwikkeling van atoommikroskope dat ingenieurs maniere ontdek het om molekulêre strukture te manipuleer. Arthur von Hippel was 'n navorser aan die MIT wat die term molekulêre ingenieurswese geskep het. Hy het in diëlektrikums en ander klein elektroniese toestelle gewerk en molekulêre ingenieurswese gebruik in die ontwikkeling van transistors.

VERWANTE: HOE NANOTEGNOLOGIE DIE MANIER VERANDER WAT ONS REKENAARS BOU EN ONTWERP

Die uitvinding van hierdie molekulêre mikroskope was die grootste verskuiwing in die ontwikkeling van nanotegnologie. Teen 1958 is die geïntegreerde stroombaan uitgevind met behulp van nanotegnologie. Teen 1959 gee Richard Feynman die eerste lektor oor tegnologie wat op atoomskaal funksioneer, wat histories die begin van die ontwikkeling van nanotegnologie was.

Die eerste twee mikroskope wat Müller ontwikkel het, was die sleutel om die eerste nanotegnologiewerk af te skop, maar in 1981 het Gerd Binnig en Heinrich Rohrer die skanderingstunnelmikroskoop ontwikkel en die veld vir altyd verander.

Hierdie mikroskoop was die eerste wat wetenskaplikes in staat gestel het om beelde van atome te sien, wat die twee wetenskaplikes in 1986 die Nobelprys besorg het.

Later in 1986 het Gerd Bennig, wat nou saam met Calvin Quate en Christoph Gerber werk, die atoomkragmikroskoop uitgevind, wat materiale kon meet en manipuleer tot 'n breukdeel van 'n nanometer. Dit het beteken dat ingenieurs en wetenskaplikes nou die kragte in nanodeeltjies kon ondersoek.

Al hierdie ontwikkeling op die laaste 1500 jaar het in 1989 gelei tot die punt waar Don Eigler en Erhard Schweitzer gemanipuleer het 35 individu atome vir die eerste keer in die geskiedenis. Hulle het die atome die IBM-logo laat uitspel, wat die begin van die gebruik van toegepaste nanotegnologie aandui, of die manipulering van atome spesifiek tot ons voordeel.

Die res van die verhaal is geskiedenis. Na die ontwikkeling van hierdie mikroskope wat ingenieurs in staat gestel het om nanodeeltjies dop te hou en te manipuleer, is nanotegnologie in die kollig gebring van presies waartoe mense in staat is binne die gebied van tegnologiese ontwikkeling.

Vandag is nanotegnologie aan die werk in baie van die bedrywe waarmee ons elke dag nou saamwerk, van rekenaars tot skoonheidsmiddels. Ons kan die wetenskaplikes wat hierdie vroeë uitvindings bedank, bedank vir al die nanotegnologieinnovasies wat voorgekom het en alles wat beslis sal kom.


Kyk die video: Nuclear Power and Bomb Testing Documentary Film (Mei 2021).