Jakie są przykłady urządzeń w nanoskali?

Nanotechnologia to nowa dziedzina, która praktycznie eksploduje. Rynek nanotechnologii wyniósł w 2006 r. 10,5 mld USD (USD), a badania przewidują, że do 2012 r. Wzrośnie do 115 mld USD. Nanotechnologia stała się tak popularna, że ​​wielu naukowców i dziennikarzy zaczęło nazywać coś w nanoskali „nanotechnologią” , takie jak obecne układy komputerowe. Dzieje się tak pomimo faktu, że jest to sprzeczne z pierwotną definicją nanotechnologii, która dotyczyła aktywnych urządzeń w nanoskali zaangażowanych w wytwarzanie molekularne. Nie mamy jeszcze tych producentów w nanoskali (czasami nazywanych „asemblerami”), ale wiele ważnych aktywnych nanoskalowych urządzeń sprawdzających koncepcję powstaje z pewną regularnością.

Biblioteka urządzeń w nanoskali szybko rośnie. Rotaksany to okrągłe cząsteczki, które zastosowano jako przełączniki molekularne. Grafeny zostały użyte do stworzenia tranzystorów o grubości zaledwie jednego atomu i długości 50 atomów. Naukowcy z Lawrence Berkeley Livermore Labs poczynili znaczące postępy w dziedzinie urządzeń w nanoskali we wczesnych latach XX wieku, w tym w oparciu o nanorurkowy nanosilnik elektrostatyczny, siłownik molekularny i nanoelektromechaniczny oscylator relaksacyjny. Nanosilnik ma średnicę około 500 nm, czyli 300 razy mniejszą niż ludzki włos, i jest najmniejszym silnikiem, jaki kiedykolwiek zbudowano.

Należy wprowadzić rozróżnienie między urządzeniami w nanoskali, które faktycznie wykonują rzeczy i mają znaczenie same w sobie, a materiałami nanostrukturalnymi, które są w większości obiektami pasywnymi, które należy agregować w dużych ilościach, aby zrobić coś interesującego. Materiały nanostrukturalne są bardziej prymitywne, choć wciąż stanowią najnowocześniejszą technologię. Tworzenie urządzeń w nanoskali jest częścią pchnięcia ku nanotechnologii molekularnej lub wytwarzaniu molekularnemu, w którym produkty o skali ludzkiej powstałyby w procesie oddolnym, umieszczając każdy atom osobno w określonym miejscu.

Dalsze urządzenia w nanoskali obejmują membranę lipidową z gwintem nanorurkowym, która może przenosić niewielkie ilości płynu, nawet pojedyncze cząsteczki; nanocar z Rice University, który wykorzystuje buckytuby do kół, „chodzące DNA”, cząsteczki DNA, które unoszą się i dotykają molekularnymi „nogami” jak chodzący człowiek; półprzewodnikowe nanostruktury polimerowe o wielu zastosowaniach, w tym w oświetleniu i drutach optycznych, i wiele innych poza zakresem tego artykułu. Urządzenia w nanoskali są zdecydowanie obszarem do obejrzenia w nadchodzących latach.