Richard Feynman i sitt berømte verk i 1959 spekulert om muligheten for manipulering av atomer måten forskere og biologer ønsket å få den største tekniske og biologiske revolusjon som menneskeheten noensinne har vært vitne til. Drexler i hans berømte verk beskrev en molekylær forsamling enhet så små som et molekyl, i stand til posisjonering elementært atomer i henhold til tekniske spesifikasjoner. Det ville har evnen til å dikte opp en annen assembler og hver assembler ville replikere igjen og igjen resulterer i en hær av arbeidsstokken, molekylære roboter. Disse stikkerne er trolig bli svært billig og gi opphav til en kultur av overflod. Det ville føre til en ny æra av molekylære produksjon. Med disse egenskapene, vil nanoteknologi bli en potensiell kraft. Med assembler, ville man kunne endre egenskapene til materialer som ønsket. Dette manipulasjon kan tillate folk å bygge usynlig super datamaskiner og små roboter som kan reise i menneskekroppen. Mens Drexler drøm om selv-montering kan ta enda år å realisere, har bemerkelsesverdig fremskritt er gjort i forståelse nanomaterialer med utviklingen av atomic force mikroskop og scanning tunneling mikroskop (STM). Med riktig valg av avgiften (polaritet), omfanget og varigheten av spenning puls brukt mellom STM spissen og prøven overflaten, samt på spissen for å prøve separasjon, enkel manipulering av atomer kan oppnås. Ved å plassere en tungsten tupp over silisium atomer og søker spenning på -5,5 V til overflaten i 30 ms, kan silisium atomer løftes fra overflaten. Atomer kan også være redeposited etter at de har blitt løftet. Dermed spekulasjon av Feyman i transformere til virkeligheten med framveksten av elektronet mikro partikkel, nanotweezers og manipulatorer. Kontroll av submikron Systems Atomic Force Mikroskopi Den lille størrelsen av nanopartikler og muligheten for manipulering av atomer reist flere usikkerheter i hodet av ingeniører og forskere. Feymann i hans berømte foredrag var pessimistisk om begrensning av oppløsningen av elektronmikroskop. Han ønsket elektronmikroskopet var hundre ganger kraftigere for å kunne observere struktur RNA sekvensen av baser i DNA direkte. Resolusjonen i moderne mikroskoper er i sub-nanometer rekkevidde. TEM-tallet med en akselererende spenning på 400 kV og en oppløsning på 0,1 nm vi trenger er nå tilgjengelig. Utviklingen av atomic force mikroskop ble derfor revolusjonær, som det oversettes fantasi til fysiske virkelighet og lov fysisk observasjon på et atom skala. En AFM er en av generell klasse av instrumenter kalt SPMs eller scanning probe mikroskop. Disse enhetene kan lage bilder av atomer i molekyler til Angstrom presisjon. Nøkkelen er at atomer kan bli flyttet til nettopp bestemt posisjoner. The atomic force mikroskopi genererer en topologisk image ved systematisk å flytte en skarp spiss ca 2 mikrometer lenge holdt på toppen av en cantilever, over en overflate med luft eller væske. En optisk linse måler avbøyning av cantilever. Posisjonelle sensitive dioden er i stand til å måle endring i plassering av hendelsen objektiv bjelke så liten som 1 nm, og dermed gir sub-nanometer oppløsning. Nanosize tips kan gjøres ca 50 nm lang og 1 nm bred. Tips er vanligvis laget av silisium. Vedtaket er i størrelsesorden på 10-50 nm. Andre bildebehandlingsmodi inkluderer lateral kraft mikroskopi, magnetisk kraft mikroskopi, scanning elektrokjemiske mikroskopi og puls force mikroskopi. Scanning tunneling mikroskopi (STM) Scanning tunneling mikroskopi ble oppfunnet av Binning og Bohrer i 1951 ved IBM Zurich. En skjerpet gjennomføre tips er brukt og bias spenning mellom spissen og prøven. Den tunneling strøm produsert ved bevegelse av elektroner over energien barriere og det varierer med tips å prøve mellomrom, og det er signal brukes til å lage og STM bilde. For tunneling, må både spissen og prøven dirigenter. STM samt AFM kan brukes i systemer som har et flytende miljø som tillater geo-aktuelle biologiske og korrosjon undersøkelser skal gjøres i STM og AFM. Forskere har de siste årene skapt en nanoskala gripe enhet, nanotweezers for måling og manipulere molekylstrukturen. Den siste tidens utvikling av nanoscope gir fremskritt i nesten hver fasett av scanning bilde mikroskopi teknologi og en stor frihet med manipulering av materiale og prøver på en nano-nivå. Forbedringer i nanopartikkel dimensjonering og syntese av plate sentrifuger har nylig blitt rapportert. |