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Nanomanipulation Usando Técnicas Atómicas de la Microscopia el Hacer Un Túnel de la Microscopia y de la Exploración de la Fuerza

Temas Revestidos

Antecedentes

Mando de los Sistemas del Submicron

Microscopia Atómica de la Fuerza

Microscopia de Exploración el Hacer Un Túnel (STM)

Antecedentes

Richard Feynman en su trabajo famoso especuló en 1959 sobre la posibilidad de la manipulación de átomos la manera los científicos y los biólogos quisieron causar la revolución técnica y biológica más grande que la humanidad ha atestiguado nunca. Drexler en su trabajo famoso describió un dispositivo del ensamblaje molecular tan minúsculo como una molécula, capaz de colocar los átomos elementales según pliegos de condiciones de la ingeniería. Poseería la capacidad de fabricar otro ensamblador y cada ensamblador replegaría una y otra vez dando por resultado un ejército de mano de obra, robots moleculares. Estos ensamblajes son probables ser muy baratos y dar lugar a una cultura de la abundancia. Llevaría a una nueva era de fabricación molecular. Con estas capacidades, la nanotecnología se convirtió en una fuerza potencial.

Con el ensamblador, uno podría cambiar las propiedades de materiales según lo deseado. Esta manipulación puede permitir que la gente construya los ordenadores estupendos invisibles y los robots minúsculos que pueden viajar en el cuerpo humano. Mientras Que el sueño de Drexler del uno mismo-ensamblaje puede tardar años inmóviles para realizar, el progreso notable se ha hecho en nanomaterials de comprensión con el revelado de los microscopios atómicos de la fuerza y de los microscopios de exploración el hacer un túnel (STM). Con la selección apropiada de la carga (polaridad), la magnitud y la duración del pulso de voltaje aplicadas entre la punta de STM y la superficie de la muestra, así como en la punta para muestrear la separación, única manipulación de átomos pueden ser logradas. Poniendo una punta del tungsteno encima de los átomos del silicio y aplicando voltajes de - 5,5 V a la superficie para 30 ms, átomos del silicio se pueden levantar de la superficie. Los Átomos podrían también redeposited después de que se hayan levantado. Así la especulación de Feyman en la transformación a la realidad con la llegada de la partícula, de nanotweezers y de manipulantes micros del electrón.

Mando de los Sistemas del Submicron

Microscopia Atómica de la Fuerza

El tamaño pequeño de nanoparticles y de la posibilidad de la manipulación de átomos aumentó varias incertidumbres en las mentes de representantes técnicos y de científicos. Feymann en su conferencia famosa era pesimista sobre la limitación de la resolución del microscopio electrónico. Él deseaba que el microscopio electrónico fuera cientos veces más potente poder observar la estructura de la serie del ARN de bases en la DNA directamente. La resolución en los microscopios modernos está en el rango del sub-nanómetro. TEM con un voltaje acelerante de 400 kilovoltios y una resolución de 0,1 nanómetros que necesitamos estamos disponibles ahora. El revelado del microscopio atómico de la fuerza era por lo tanto revolucionario, pues tradujo la imaginación a la realidad física y permitió la observación física respecto a una escala atómica. Un AFM es uno de la clase general de los instrumentos llamados SPMs o los microscopios de la antena de la exploración. Estos dispositivos pueden hacer imágenes de átomos en moléculas a la precisión del angstrom. La característica dominante es que los átomos se pueden mover a las posiciones exacto resueltas. La microscopia atómica de la fuerza genera una imagen topológica sistemáticamente moviendo una punta sostenida cerca de 2 con aire o líquido. Un lente óptico mide la desviación del voladizo. El diodo sensible posicional es capaz de medir el cambio en la posición del haz del lente del incidente tan pequeño como 1 nanómetro, de tal modo dando la resolución del sub-nanómetro. Las puntas de Nanosize se pueden hacer cerca de 50 nanómetro largos y 1 nanómetro de ancho. Las Puntas se hacen normalmente del silicio. La resolución está en la orden de 10-50 nanómetro. Otros modos de la proyección de imagen incluyen microscopia de la fuerza lateral, microscopia electroquímica de la microscopia de la fuerza magnética, de la exploración y microscopia de la fuerza del pulso.

Microscopia de Exploración el Hacer Un Túnel (STM)

La microscopia de Exploración el hacer un túnel fue inventada por Binning y Bohrer en 1951 en IBM Zurich. Se utiliza una punta de conducto afilada y el voltaje de polarización es aplicado entre la punta y la muestra. La corriente el hacer un túnel es producida por el movimiento de electrones sobre la barrera de energía y varía con punta para muestrear la separación, y es la señal usada para crear e imagen de STM. Para hacer un túnel, la punta y la muestra deben ser conductores. STM así como el AFM se pueden utilizar en los sistemas que tienen un ambiente líquido que permita biológico Geo-tópico y estudios de la corrosión que se harán en STM y el AFM. Los Investigadores han creado estos últimos años un nanoscale que agarraba el dispositivo, nanotweezers para medir y manipular la estructura molecular. El reciente desarrollo del nanoscope provee de avances en virtualmente cada faceta de la tecnología de la microscopia del retrato de la exploración y una gran libertad la manipulación del material y de los especímenes en un nivel nano. Las Mejorías en el apresto y la síntesis del nanoparticle por las centrifugadoras del disco han estado señaladas recientemente.

Autor Primario: El Dr. Zaki Ahmad

Fuente: Departamento de la Ingeniería Industrial, Rey Fahd University del Petróleo y de los Minerales

Date Added: Aug 24, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 09:53

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