فرض کنيد تعدادي آجر خانه‌سازي داريد و مي‌خواهيد با آن چيزي ــ بهتر است بگوييم «ساختاري» ــ مانند شکل 1 بسازيد.
شکل 1
بسيار خوب، حالا فرض کنيد که وقتي آجرهاي خانه‌سازي را از فروشگاه مي‌خريد، آنها به شکل يک مکعب بزرگِ پيش‌ساخته مثل شکل دو باشند.
شکل 2
شکل 3
حالا فرض کنيد يک ساختار جديد براي ساختن پيشنهاد شود، مثل شکل 4.
شکل 4
اوضاع کمي پيچيده شد، اما غم به خود راه ندهيد! اين مقاله براي ساده کردن همين پيچدگي نوشته شده است. يکي از عوامل تعيين‌کنندة جواب، اين است که ماده‌ي اوليه‌ي ما به چه شکل است؟ اگر مادة دمِ دست ما تعدادي قطعه‌ي کوچک و ريز باشد، از روش پايين به بالا استفاده مي‌کنيم؛ اگر مادة اوليه يک قطعه‌ي بزرگ باشد، از روش بالا به پايين استفاده مي‌کنيم. در عين حال، ممکن است هر دو روش هم به کار رود. مثلاً اگر ماده‌ي اوليه براي ساختن شکل پنج به صورت مکعب بزرگي با آجرهاي دو در چهار، يعني همان شکل دو باشد، نمي‌توان با حذف بعضي آجرها مستقيماً به ساختار نهايي رسيد. در اين حالت، مي‌توانيم آجرهاي بالا و پايين ساختار شکل چهار را برداريم (ساختن از بالا به پايين) و بعد دو آجر دودردوي مورد نياز را به جاي آنها متصل کنيم. ( ساختن از پايين به بالا)
شکل 5 در صنعت هم از هر دو روش با هم استفاده مي‌شود. به مثال‌هاي زير توجه کنيد: • يک نجار مي‌خواهد مجسمه‌اي چوبي بسازد. او يک قطعه‌ي بزرگ چوب را برمي‌دارد و با رنده و سوهان آن را مي‌تراشد و پرداخت مي‌کند تا مجسمه ساخته شود. اين کدام روش است؟ • نجار مي‌خواهد يک صندلي بسازد. او پايه‌هاي ميز و قطعات مربوط به تکيه‌گاه صندلي را جداگانه مي‌سازد و بعد آنها را به هم متصل مي‌کند. اين کدام روش است؟ حالا به نانوفناوري فکر کنيد: به نظر شما کدام روش ساختن در نانوفناوري کاربرد دارد؟ تا چند سال پيش، راه دست‌کاري و جابه‌جا کردن تک‌مولکول‌ها و ساختارهاي نانويي يک‌طرفه بود. يعني براي ساختن چيزها در مقياس کوچک، مي‌بايست يک قطعه‌ي بزرگتر را با تراشيدن و خرد کردن يا حل کردن بخش‌هاي اضافي با اسيد و... آن‌قدر کوچک مي‌کرديم تا به قطعه‌ي نهايي برسيم. به عيارت ديگر، روش توليد ساختارهاي کوچک، از نوع بالا به پايين بود. در چند سال اخير فنوني ابداع شده‌اند که اجازه مي‌دهند مولکولها يا ذرات نانويي را جابه‌جا و آنها را به هم متصل کنيم. مثل جابه‌جا کردن ذرات نانويي با ميکروسکوپ نيروي اتمي (AFM) يا فنون ساختن نانولوله‌هاي کربني. اين فوت و فن‌ها در مجموع روش ساختن از پايين به بالا هستند. فنون گفته‌شده در بالا، براي ساختن محصولاتي که بسيار کوچک‌اند مناسب به نظر مي‌رسند، اما اگر بخواهيم يک ديوار چندسانتي‌متريِ يکدست را به اين روش بسازيم، چند ده سال طول مي‌کشد تا مولکولها را تک‌تک کنار هم بچينيم و ديوار مورد نظر را بسازيم. در عين حال، اگر بخواهيم ديوار را با استفاده از مواد موجود، مانند فلزات و سنگ‌هاي ساختماني، بسازييم، ديوار يکدست و منظم نخواهد بود. (مقاله‌ي نانو فناوری چیست؟، ساختار مواد و عیوب کریستالی را ببينيد.) پس چه کار کنيم؟ پيدا کردن فنون توليد مناسب در نانوفناوري موضوعي است که در چند سال اخير به‌شدت مورد توجه محققان و دانشمندان بوده است. در واقع، در نانوفناوري هم از روش ساختن از بالا به پايين استفاده مي‌شود (به کمک فنوني مانند ليتوگرافي و آسياب کردن ذرات) و هم از روش ساختن از پايين به بالا (به کمک فنوني مانند خودآرايي يا رسوب‌دهي بخار). |
آخرین ویرایش:
