Was sind einige Beispiele für nanoskalige Geräte?
Die Nanotechnologie ist ein neues Feld, das geradezu explodiert. Der Markt für Nanotechnologie belief sich 2006 auf 10,5 Milliarden US-Dollar (USD). Studien gehen davon aus, dass das Feld bis 2012 auf 115 Milliarden US-Dollar anwachsen wird. Die Nanotechnologie ist so populär geworden, dass viele Wissenschaftler und Journalisten begonnen haben, irgendetwas auf der Nanoskala als "Nanotechnologie" zu bezeichnen. , wie aktuelle Computerchips. Dies trotz der Tatsache, dass dies der ursprünglichen Definition der Nanotechnologie widerspricht, die sich auf aktive nanoskalige Bauelemente bezog, die sich mit molekularer Herstellung befassen. Wir haben diese nanoskaligen Hersteller (manchmal auch "Assembler" genannt) noch nicht, aber viele wichtige aktive nanoskalige Proof-of-Concept-Geräte werden mit einiger Regelmäßigkeit hergestellt.
Eine Bibliothek nanoskaliger Geräte wächst schnell. Rotaxane sind kreisförmige Moleküle, die als molekulare Schalter verwendet wurden. Mit Graphen wurden Transistoren mit einer Dicke von nur einem Atom und einer Länge von 50 Atomen hergestellt. Forscher der Lawrence Berkeley Livermore Labs haben in den frühen 00er Jahren erhebliche Fortschritte bei nanoskaligen Geräten erzielt, darunter ein nanoröhrenbasierter elektrostatischer Nanomotor, ein molekularer Aktuator und ein nanoelektromechanischer Relaxationsoszillator. Der Nanomotor hat einen Durchmesser von ca. 500 nm oder ist 300-mal kleiner als ein menschliches Haar und der kleinste Motor, der jemals gebaut wurde.
Man muss unterscheiden zwischen nanoskaligen Geräten, die tatsächlich Dinge tun und für sich selbst von Bedeutung sind, und nanostrukturierten Materialien, bei denen es sich zumeist um passive Objekte handelt, die in großen Mengen aggregiert werden müssen, um etwas Interessantes zu erreichen. Nanostrukturierte Materialien sind im Vergleich eher primitiv, aber immer noch auf dem neuesten Stand der Technik. Die Herstellung nanoskaliger Bauelemente ist Teil des Vorhabens der molekularen Nanotechnologie oder der molekularen Herstellung, bei der Produkte im menschlichen Maßstab durch einen Bottom-up-Prozess hergestellt werden, bei dem jedes Atom einzeln an einer vorbestimmten Stelle platziert wird.
Weitere nanoskalige Vorrichtungen umfassen eine Lipidmembran mit Nanoröhrenfäden, die winzige Mengen an Flüssigkeit, sogar einzelne Moleküle, bewegen kann; das Nanocar der Rice University, das Buckytubes für Räder verwendet, "wandelnde DNA", DNA-Moleküle, die sich wie ein wandelnder Mensch mit molekularen "Beinen" anheben und aufsetzen; Halbleiter-Polymer-Nanostrukturen mit zahlreichen Anwendungen, einschließlich Beleuchtung und optischen Drähten, und Dutzenden weiterer, die über den Rahmen dieses Artikels hinausgehen. Nanoskalige Geräte sind in den kommenden Jahren definitiv ein Thema, auf das man achten sollte.