د اختراعاتو تاریخ - نانو ټیکنالوژي
لا دمخه شاوخوا 600 BC. خلکو د نانوټایپ جوړښتونه تولیدول، د بیلګې په توګه په فولاد کې د سیمنټایټ سټینډونه چې ووټز نومیږي. دا په هند کې پیښ شوي، او دا د نانو ټیکنالوژۍ تاریخ پیل ګڼل کیدی شي.
VI-XV s. هغه رنګونه چې پدې دوره کې د رنګ شوي شیشې کړکیو د رنګولو لپاره کارول کیږي د سرو زرو کلورایډ نانو ذرات، د نورو فلزاتو کلورایډونه او همدارنګه د فلزي اکسایډونو څخه کار اخلي.
IX-XVII پیړۍ. په اروپا کې په ډیری ځایونو کې، "ګلیټرز" او نور توکي تولید شوي ترڅو سیرامیک او نورو محصولاتو ته چمک ورکړي. په دوی کې د فلزاتو نانو ذرات شامل وو، ډیری وختونه سپین زر یا مسو.
XIII-xviii w. د "دمشق فولاد" په دې پیړیو کې تولید شوي، له کوم څخه چې د نړۍ مشهور سپینې وسلې جوړې شوې، کاربن نانوټوبونه او سیمنټایټ نانو فایبر لري.
1857 مایکل فارادې د یاقوت رنګ کولایډل سرو زرو کشف کړ، د سرو زرو نانو ذراتو ځانګړتیا.
1931 میکس نول او ارنسټ روسکا په برلین کې یو الیکترون مایکروسکوپ جوړ کړ، دا لومړی وسیله ده چې په اټومي کچه د نانو ذراتو جوړښت ګوري. څومره چې د الکترون انرژي زیاته وي، هغومره یې د موج اوږدوالی کم او د مایکروسکوپ ریزولوشن یې هم زیات وي. نمونه په خلا کې ده او ډیری وختونه د فلزي فلم سره پوښل کیږي. د الکترون بیم د ازمول شوي څیز څخه تیریږي او کشف کونکو ته ننوځي. د اندازه شوي سیګنالونو پراساس ، بریښنایی وسیلې د ازموینې نمونې عکس بیا رامینځته کوي.
1936 ایرون مولر، په سیمنز لابراتوارونو کې کار کوي، د ساحې د اخراج مایکروسکوپ اختراع کوي، د اخراج الکترون مایکروسکوپ ترټولو ساده بڼه. دا مایکروسکوپ د ساحې اخراج او عکس اخیستنې لپاره قوي بریښنایی ساحه کاروي.
1950 ویکتور لا میر او رابرټ ډینګر د مونوډیسپرس کولایډل موادو ترلاسه کولو تخنیک لپاره تیوریکي بنسټونه رامینځته کړل. دا په صنعتي پیمانه د ځانګړو کاغذونو، رنګونو او پتلو فلمونو تولید ته اجازه ورکړه.
1956 د ماساچوسټس ټیکنالوژۍ انسټیټیوټ (MIT) ارتور وان هیپل د "مالکولر انجینرۍ" اصطلاح جوړه کړه.
1959 ریچارډ فینمن لیکچر ورکوي "په لاندې کې کافي خونه شتون لري." د دې تصور کولو سره پیل کول چې د 24-حجم انسائیکلوپیډیا بریتانیکا په یوه سر کې د فټ کولو لپاره څه اړتیا لري ، هغه د کوچني کولو مفهوم او د ټیکنالوژۍ کارولو امکان معرفي کړ چې د نانومیټر په کچه کار کولی شي. په دې موقع، هغه په دې برخه کې د لاسته راوړنو لپاره دوه جایزې (د فینمن په نوم نومول شوي انعامونه) تاسیس کړل - هر یو زر ډالر.
1960 د لومړي انعام تادیه فینمن مایوسه کړه. هغه ګومان کاوه چې د خپلو اهدافو د ترلاسه کولو لپاره به ټیکنالوژیک پرمختګ ته اړتیا وي، مګر په هغه وخت کې هغه د مایکرو الیکترونیک احتمال کم اټکل کړ. ګټونکی 35 کلن انجینر ویلیم ایچ مکلیلان و. هغه 250 مایکرو ګرامه وزن لرونکی موټور جوړ کړ، د 1 میګاواټه ځواک سره.
1968 الفریډ Y. چو او جان ارتور د ایپیټیکسي میتود رامینځته کوي. دا د سیمیکمډکټر ټیکنالوژۍ په کارولو سره د سطحې مونواټومیک پرتونو رامینځته کولو ته اجازه ورکوي - په موجوده کرسټال سبسټریټ کې د نوي واحد کرسټال پرتونو وده ، د موجوده کرسټال سبسټریټ سبسټریټ جوړښت نقل کوي. د epitaxy توپیر د مالیکولر مرکبونو epitaxy دی، کوم چې دا ممکنه کوي چې د یو اټومي پرت ضخامت سره کرسټالین پرتونه زیرمه کړي. دا طریقه د کوانټم نقطو او تش په نامه پتلی پرتونو په تولید کې کارول کیږي.
1974 د "نانو ټیکنالوژۍ" اصطلاح پیژندنه. دا لومړی ځل د توکیو پوهنتون څیړونکي نوریو تانیګوچي لخوا په ساینسي کنفرانس کې وکارول شو. د جاپاني فزیک تعریف تر نن ورځې پورې کارول کیږي او داسې ښکاري: "نانو ټیکنالوژي د ټیکنالوژۍ په کارولو سره تولید دی چې اجازه ورکوي خورا لوړ دقت او خورا کوچني اندازې ترلاسه کړي ، د بیلګې په توګه. د 1 nm د ترتیب دقت.
د کوانټم ډراپ لید
80 او 90s د لیتوګرافیک ټیکنالوژۍ ګړندۍ پراختیا او د کرسټالونو الټراټین پرتونو تولید موده. لومړی، MOCVD()، د ګازو عضوي مرکباتو په کارولو سره د موادو په سطحه د پرتونو ذخیره کولو طریقه ده. دا یو له epitaxial میتودونو څخه دی، له همدې امله د دې بدیل نوم - MOSFE (). دوهم میتود، MBE، دا ممکنه کوي چې د ناپاکۍ د غلظت پروفایل دقیق تعریف شوي کیمیاوي جوړښت او دقیق ویش سره خورا پتلی نانومیټر پرتونه زیرمه کړي. دا د دې حقیقت له امله ممکنه ده چې د پرت اجزا د جلا مالیکولر بیمونو لخوا سبسټریټ ته چمتو کیږي.
1981 Gerd Binnig او Heinrich Rohrer د سکینګ تونل کولو مایکروسکوپ رامینځته کوي. د انټراټومیک متقابل عملونو په کارولو سره ، دا تاسو ته اجازه درکوي د سطحې عکس ترلاسه کړئ د یو واحد اتوم د اندازې ترتیب سره د نمونې له سطحې پورته یا لاندې تیغ تیرولو سره. په 1989 کې، وسیله د انفرادي اتومونو د مینځلو لپاره کارول کیده. بننیګ او روهیر ته د فزیک په برخه کې د 1986 نوبل جایزه ورکړل شوه.
1985 د بیل لابراتوار لویس بروس د کولایډیل سیمیکمډکټر نانوکریسټالونه (کوانټم نقطې) کشف کوي. دوی د خلا د یوې کوچنۍ ساحې په توګه تعریف شوي چې د احتمالي خنډونو لخوا په دریو ابعادو کې تړل شوي کله چې یوه ذره د طول موج سره د یوې نقطې اندازې سره پرتله کیږي.
د تخلیق انجنونه: د نانو ټیکنالوژۍ راتلونکی دوره د سی ایریک ډریکسلر کتاب پوښ
1985 رابرټ فلویډ کرل، جونیر، هارولډ والټر کروټو، او ریچارډ ایرټ سمالي فلرینونه کشف کړل، مالیکولونه چې د کاربن اتومونو د مساوي شمیر څخه جوړ شوي (له 28 څخه تر 1500 پورې) چې یو تړلی خولی بدن جوړوي. د فولرین کیمیاوي ملکیتونه په ډیری برخو کې د اروماتیک هایدرو کاربنونو سره ورته دي. Fullerene C60، یا buckminsterfullerene، لکه د نورو fullerenes په څیر، د کاربن الوټروپیک بڼه ده.
1986-1992 C. Eric Drexler د فیوچرولوژي په اړه دوه مهم کتابونه خپروي چې د نانو ټیکنالوژي مشهوروي. لومړی، په 1986 کې خپور شو، د انجنونو تخلیق په نوم یادیږي: د نانو ټیکنالوژۍ راتلونکی دور. هغه وړاندوینه کوي، د نورو شیانو په منځ کې، چې راتلونکي ټیکنالوژي به وکوالی شي انفرادي اتومونه په کنټرول کې سمبال کړي. په 1992 کې، هغه د نانو سیسټمونه خپاره کړل: مالیکولر هارډویر، تولید، او کمپیوټري نظریه، چې په پایله کې یې وړاندوینه وکړه چې نانوماشین کولی شي خپل ځان بیا تولید کړي.
1989 د IBM ډونلډ ایم ایګلر د "IBM" کلمه - د 35 زینون اتومونو څخه جوړه شوې - د نکل په سطحه کېښوده.
1991 د جاپان په سوکوبا کې د NEC سومیو آیجیما د کاربن نانوټوبونه ، خولی سلنډر جوړښتونه کشف کوي. تر اوسه پورې، د کاربن نانوټوبونو ترټولو غوره پیژندل شوي، چې دیوالونه یې د رول شوي ګرافین څخه جوړ شوي دي. غیر کاربن نانوټوبونه او DNA نانوټیوبونه هم شتون لري. تر ټولو پتلی کاربن نانوټیوبونه د یو نانو میتر په قطر کې دي او کیدای شي په ملیونونو ځله اوږد وي. دوی د پام وړ تناسلي ځواک او ځانګړي بریښنایی ملکیتونه لري ، او د تودوخې غوره چلونکي دي. دا ملکیتونه دوی ته د نانو ټیکنالوژۍ ، برقیاتو ، نظریاتو او موادو ساینس کې غوښتنلیکونو لپاره ژمن توکي جوړوي.
1993 د شمالي کارولینا پوهنتون وارین رابینیټ او د UCLA R. سټینلي ویلیامز د مجازی حقیقت سیسټم رامینځته کوي چې د سکینګ تونل مایکروسکوپ سره وصل دی چې کارونکي ته اجازه ورکوي چې اتومونه وګوري او حتی لمس کړي.
1998 په هالنډ کې د ډیلفت ټیکنالوژۍ پوهنتون کې د Cees Dekker ټیم یو ټرانزیسټر جوړوي چې کاربن نانوټوبونه کاروي. اوس مهال، ساینس پوهان هڅه کوي چې د کاربن نانوټوبونو ځانګړي ملکیتونه وکاروي ترڅو غوره او ګړندي بریښنایی تولید کړي چې لږ بریښنا مصرفوي. دا د یو شمیر فکتورونو لخوا محدود و، چې ځینې یې په تدریجي توګه بریالي شوي، کوم چې په 2016 کې د ویسکونسن - میډیسن پوهنتون څیړونکو ته لارښوونه وکړه چې د غوره سیلیکون پروټوټایپونو په پرتله د غوره پیرامیټونو سره کاربن ټرانزیسټر رامینځته کړي. د مایکل آرنولډ او پدما ګوپالان لخوا څیړنه د کاربن نانوټیوب ټرانزیسټر رامینځته کولو لامل شوې چې کولی شي د خپل سیلیکون سیالي دوه ځله اوسني حرکت وکړي.
2003 سامسنګ د مایکروسکوپي سپینو زرو ایونونو د عمل پراساس یوه پرمختللې ټیکنالوژي پیټینټ کوي ترڅو میکروبونه ، مولډ او له شپږ سوو څخه ډیر ډوله باکتریاوې وژني او د دوی د خپریدو مخه ونیسي. د سپینو زرو ذرات د شرکت ویکیوم کلینر کې د فلټر کولو خورا مهم سیسټمونو کې معرفي شوي - ټول فلټرونه او د دوړو راټولونکي یا کڅوړه.
2004 د برتانیا شاهي ټولنه او د انجینرۍ شاهي اکاډمۍ د "نانو ساینس او نانو ټیکنالوژۍ: فرصتونه او ناڅرګندتیا" راپور خپور کړ ، چې د اخلاقي او قانوني اړخونو په پام کې نیولو سره د روغتیا ، چاپیریال او ټولنې لپاره د نانو ټیکنالوژۍ احتمالي خطرونو په اړه د څیړنې غوښتنه کوي.
د نانوموټر ماډل په فلرین ویلونو کې
2006 جیمز ټور، د رایس پوهنتون د ساینس پوهانو د یوې ډلې سره یوځای، د اولیګو (فینیلینیتینیلین) مالیکول څخه یو مایکروسکوپي "وان" جوړوي، چې محورونه یې د المونیم اتومونو څخه جوړ شوي، او څرخونه د C60 فلرینونو څخه جوړ شوي دي. نانو موټر په سطحه حرکت وکړ، د سرو زرو اتومونو څخه جوړ دی، د تودوخې د زیاتوالي تر اغیز لاندې، د فلرین "څرخونو" د گردش له امله. د حرارت درجه د 300 ° C څخه پورته، دا دومره ګړندی شوه چې کیمیا پوهان نور نشي کولی دا تعقیب کړي ...
2007 د ټیکنالوژۍ نانو ټیکنالوژي ټول یهودي "زاړه عهد" یوازې د 0,5 ملي میتر په ساحه کې فټ کوي2 د سرو زرو پلیټ شوي سیلیکون ویفر. متن په پلیټ کې د ګیلیم آئنونو متمرکز جریان په لارښود کولو سره نقش شوی و.
2009-2010 نادرین سیمان او د نیویارک په پوهنتون کې همکاران د DNA په څیر د نانوومونو لړۍ رامینځته کوي چې پکې مصنوعي DNA جوړښتونه د مطلوب شکلونو او ملکیتونو سره نور جوړښتونه "تولید" لپاره برنامه کیدی شي.
2013 د IBM ساینس پوهان یو متحرک فلم رامینځته کوي چې یوازې د 100 ملیون ځله لویولو وروسته لیدل کیدی شي. دا د "هلک او د هغه اتوم" نومیږي او د یو ملیارد مترو په اندازه د ډایټومیک نقطو سره رسم شوی، کوم چې د کاربن مونو اکساید واحد مالیکولونه دي. کارټون یو هلک انځوروي چې لومړی د توپ سره لوبې کوي او بیا په ټرامپولین ټوپ کوي. یو مالیکول هم د توپ رول لوبوي. ټول عمل د مسو په سطحه ترسره کیږي، او د هر فلم چوکاټ اندازه د څو لسیزو نانومیټرو څخه زیاته نه وي.
2014 په زیوریخ کې د ETH ټیکنالوژۍ پوهنتون ساینس پوهان په دې بریالي شوي چې له یو نانو میټر څخه کم ضخامت لرونکی غشا جوړ کړي. د نانو ټیکنالوژیکي لاسوهنې له لارې ترلاسه شوي موادو ضخامت 100 XNUMX دی. د انسان د ویښتو په پرتله څو ځله کوچنی. د لیکوالانو د ټیم د غړو په وینا، دا تر ټولو پتلی سوری مواد دی چې ترلاسه کیدی شي او عموما ممکن وي. دا د دوه اړخیزه ګرافین جوړښت دوه پرتونه لري. جھلی د ننوتلو وړ دی، مګر یوازې کوچنیو ذراتو ته، ورو کیږي یا په بشپړه توګه لوی ذرات بندوي.
2015 یو مالیکولر پمپ رامینځته کیږي ، د نانوسکل وسیله چې انرژي له یوه مالیکول څخه بل ته لیږدوي ، د طبیعي پروسو تقلید کوي. دا ترتیب د وینبرګ شمال لویدیز کالج د هنرونو او علومو د څیړونکو لخوا ډیزاین شوی. میکانیزم په پروټینونو کې د بیولوژیکي پروسو یادونه کوي. تمه کیږي چې دا ډول ټیکنالوژي به په عمده توګه د بایو ټیکنالوژۍ او درملو په برخو کې پلي شي، د بیلګې په توګه، په مصنوعي عضلاتو کې.
2016 د نیچر نانو ټیکنالوژۍ په ساینسي مجله کې د یوې خپرونې له مخې، د هالنډ تخنیکي پوهنتون ډیلفټ څیړونکو د واحد اتوم ذخیره کولو میډیا رامینځته کړې. نوی میتود باید د اوس مهال کارول شوي ټیکنالوژۍ په پرتله پنځه سوه ځله لوړ ذخیره کثافت چمتو کړي. لیکوالان یادونه کوي چې حتی غوره پایلې په فضا کې د ذراتو موقعیت د درې اړخیز ماډل په کارولو سره ترلاسه کیدی شي.
د نانو ټیکنالوژیو او نانو موادو طبقه بندي
- نانو ټیکنالوژیک جوړښتونه عبارت دي له:
- کوانټم څاګانې، تارونه او نقطې، i.e. مختلف جوړښتونه چې لاندې ځانګړتیاوې سره یوځای کوي - د احتمالي خنډونو له لارې په یوه ټاکلې سیمه کې د ذراتو ځایي محدودیت؛
- پلاستيک، د هغه جوړښت چې د انفرادي مالیکولونو په کچه کنټرول کیږي، مننه کوم چې دا ممکنه ده، د بیلګې په توګه، د بې ساري میخانیکي ملکیتونو سره مواد ترلاسه کول؛
- مصنوعي ریشې - مواد د خورا دقیق مالیکولر جوړښت سره، د غیر معمولي میخانیکي ملکیتونو لخوا هم توپیر لري؛
- nanotubes، supramolecular جوړښتونه د خالي سلنډرونو په بڼه. تر اوسه پورې، ترټولو غوره پیژندل شوي کاربن نانوټوبونه، چې دیوالونه یې د فولډ شوي ګرافین (موناتومیک ګرافیت پرتونو) څخه جوړ شوي دي. دلته غیر کاربن نانوټوبونه هم شتون لري (د مثال په توګه د ټنګسټن سلفایډ څخه) او د DNA څخه؛
- هغه مواد چې د دوړو په بڼه ټوټې شوي، د بیلګې په توګه، د فلزي اتومونو راټولول. سپین زر () د قوي انټي باکتریا ملکیتونو سره پدې فارم کې په پراخه کچه کارول کیږي.
- nanowires (د مثال په توګه، سپین زر یا مسو)؛
- عناصر چې د الکترون لیتوګرافي او نورو نانوولوګرافي میتودونو په کارولو سره رامینځته شوي؛
- fullerenes
- ګرافین او نور دوه اړخیز مواد (بوروفین، ګرافین، هیکساگونل بوران نایټرایډ، سیلیکین، جرمین، مولیبډینم سلفایډ)؛
- مرکب مواد د نانو ذراتو سره تقویه شوي.
نانولیتوګرافیک سطح
- د علومو په سیستماتیک کې د نانو ټیکنالوژیو طبقه بندي چې په 2004 کې د اقتصادي همکارۍ او پراختیا سازمان (OECD) لخوا رامینځته شوې:
- نانو مواد (تولید او ملکیتونه)؛
- nanoprocesses (نانوسکیل غوښتنلیکونه - بایومیټریالونه د صنعتي بایو ټیکنالوژۍ پورې اړه لري).
- نانومیټریال ټول هغه مواد دي چې په مالیکولر کچه منظم جوړښتونه لري، د بیلګې په توګه. له 100 نانو مترو څخه زیات نه وي.
دا حد ممکن د ډومینونو اندازه د مایکرو جوړښت بنسټیز واحد په توګه راجع کړي، یا د پرتونو ضخامت ته چې په سبسټریټ کې ترلاسه شوي یا زیرمه شوي. په عمل کې، لاندې حد چې د نانومیټریالونو ته منسوب شوی د مختلف فعالیت ځانګړتیاوو سره د موادو لپاره توپیر لري - دا په عمده توګه د ځانګړو ملکیتونو سره تړاو لري کله چې تیریږي. د موادو د ترتیب شوي جوړښتونو اندازې کمولو سره، دا ممکنه ده چې د پام وړ د دوی فزیکو کیمیکل، میخانیکي او نور ملکیتونه ښه کړي.
نانومیټریالونه په لاندې څلورو ګروپونو ویشل کیدی شي:
- صفر ابعاد (dot nanomaterials) - د مثال په توګه، کوانټم نقطې، د سپینو زرو نانو ذرات؛
- یو اړخیز - د مثال په توګه، فلزي یا سیمیکمډکټر نانووایرونه، نانوروډز، پولیمریک نانوفائبر؛
- دوه اړخیز - د مثال په توګه، د یو واحد یا څو پړاوونو نانومیټر پرتونه، ګرافین او نور مواد چې د یو اتوم ضخامت سره؛
- درې اړخیز (یا نانوکریسټالین) - د کریسټالین ډومینونو څخه جوړ دی او د مرحلو راټولول د نانومیټرونو ترتیب اندازې سره یا د نانو ذرات سره پیاوړي شوي مرکبات.
