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Nanomanipulation Facendo Uso delle Tecniche Atomiche di Microscopia di Traforo di Microscopia e di Scansione della Forza

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Sfondo

Controllo dei Sistemi di Submicron

Microscopia Atomica della Forza

Microscopia di Scansione di Traforo (STM)

Sfondo

Richard Feynman nel suo lavoro famoso nel 1959 ha speculato circa la possibilità di manipolazione degli atomi il modo gli scienziati ed i biologi hanno voluto determinare la più grande rivoluzione tecnica e biologica che l'umanità avesse testimoniato mai. Drexler nel suo lavoro famoso ha descritto un'unità dell'assembly molecolare minuscola come molecola, capace di posizionamento degli atomi elementari secondo le specifiche di assistenza tecnica. Possederebbe la capacità di da costruzione un altro assemblatore ed ogni assemblatore ripiegherebbe ripetutamente con conseguente esercito della mano d'opera, robot molecolari. Questi assembly sono probabili essere molto economici e provocare una cultura dell'abbondanza. Piombo ad una nuova era di fabbricazione molecolare. Con queste capacità, la nanotecnologia si trasformerebbe in in una forza potenziale.

Con l'assemblatore, uno potrebbe cambiare i beni dei materiali come desiderato. Questa manipolazione può permettere che la gente costruisca i computer eccellenti invisibili ed i robot minuscoli che possono viaggiare nel corpo umano. Mentre il sogno di Drexler di auto-assembly può richiedere gli anni tranquilli per realizzare, i progressi notevoli sono stati realizzati in nanomaterials di comprensione con lo sviluppo dei microscopi atomici della forza e dei microscopi di scansione di traforo (STM). Con la selezione adeguata della tassa (polarità), la grandezza e la durata dell'impulso di tensione applicate fra il suggerimento di STM e la superficie del campione come pure al suggerimento per campionare la separazione, singola manipolazione degli atomi possono essere raggiunte. Collocando un suggerimento del tungsteno sopra gli atomi del silicio ed applicando le tensioni di - 5,5 V alla superficie per 30 spettrografie di massa, atomi del silicio possono essere sollevate dalla superficie. Gli Atomi potrebbero anche essere redeposited dopo che sono stati sollevati. Così la speculazione di Feyman nella trasformazione alla realtà con l'arrivo di micro particella, nanotweezers e manipolatori dell'elettrone.

Controllo dei Sistemi di Submicron

Microscopia Atomica della Forza

Il di piccola dimensione delle nanoparticelle e della possibilità di manipolazione degli atomi ha sollevato parecchie incertezze nelle menti degli ingegneri e degli scienziati. Feymann nella sua conferenza famosa era pessimistico circa la limitazione della risoluzione del microscopio elettronico. Ha desiderato che il microscopio elettronico fosse cento volte più potente potere osservare direttamente la struttura della sequenza del RNA delle basi su DNA. La risoluzione nei microscopi moderni è nell'intervallo di sotto-nanometro. TEM con una tensione accelerante di 400 chilovolt e una risoluzione di 0,1 nanometri che abbiamo bisogno di siamo ora disponibili. Lo sviluppo del microscopio atomico della forza era quindi rivoluzionario, poichè ha tradotto l'immaginazione alla realtà fisica ed ha permesso l'osservazione fisica su un disgaggio atomico. Un AFM è uno della classe generale di strumenti definiti SPMs o microscopi della sonda di scansione. Queste unità possono fare le immagini degli atomi in molecole a precisione dell'angstrom. La caratteristica fondamentale è che gli atomi possono essere mossi verso le posizioni precisamente risolute. La microscopia atomica della forza genera un'immagine topologica sistematicamente muovendo un suggerimento marcato circa 2 con aria o liquido. Una lente ottica misura la deformazione della trave a mensola. Il diodo sensibile posizionale è capace di misurazione del cambiamento nella posizione del raggio della lente di incidente piccolo quanto 1 nanometro, quindi dante la risoluzione di sotto-nanometro. I suggerimenti di Nanosize possono essere fatti circa 50 nanometro di lunghezza ed ampio 1 nanometro. I Suggerimenti sono fatti normalmente da silicio. La risoluzione è per 10-50 nanometro. Altri modi della rappresentazione comprendono la microscopia della forza laterale, la microscopia elettrochimica di microscopia della forza magnetica, di scansione e la microscopia della forza di impulso.

Microscopia di Scansione di Traforo (STM)

La microscopia di Scansione di traforo è stata inventata da Binning e da Bohrer nel 1951 ad IBM Zurigo. Un suggerimento di conduzione affilato è usato e la tensione di polarizzazione è applicata fra il suggerimento ed il campione. La corrente di traforo è prodotta tramite movimento degli elettroni sopra la barriera di energia e varia con il suggerimento per campionare il gioco ed è il segnale usato per creare ed immagine di STM. Per il traforo, sia il suggerimento che il campione devono essere conduttori. STM come pure il AFM possono essere utilizzati nei sistemi che hanno un ambiente liquido che permette biologico Geo-attuale e studi di corrosione da fare in STM ed in AFM. I Ricercatori negli ultimi anni hanno creato un nanoscale che afferra l'unità, nanotweezers per la misurazione e la manipolazione della struttura molecolare. Lo sviluppo recente di nanoscope fornisce gli avanzamenti in virtualmente ogni sfaccettatura della tecnologia di microscopia della maschera di scansione ed in una grande libertà manipolazione di materiale e degli esemplari ad un livello nano. I Miglioramenti nell'incollatura e nella sintesi di nanoparticella tramite le centrifughe del disco recentemente sono stati riferiti.

Autore Primario: Dott. Zaki Ahmad

Sorgente: Instituto di Ingegneria Meccanica, Re Fahd University di Petrolio & di Minerali

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

Last Update: 13. June 2013 09:29

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