Approche descendante vs ascendante en nanotechnologie
La nanotechnologie consiste à concevoir, développer ou manipuler à l'échelle du nanomètre (un milliardième de mètre). La taille de l'objet traitant devrait être inférieure à cent nanomètres au moins dans une dimension pour appeler quelque chose être la nanotechnologie. Il existe deux approches de conception en nanotechnologie, connues sous le nom de top-down et bottom-up. Les deux approches sont utiles dans différents types d'applications.
Approche descendante
Dans l'approche descendante, les objets à l'échelle nanométrique sont créés en traitant des objets de plus grande taille. La fabrication de circuits intégrés est un exemple de nanotechnologie descendante. Maintenant, il a été développé au niveau de la fabrication de systèmes nanoélectromécaniques (NEMS) où de minuscules composants mécaniques tels que des leviers, des ressorts et des canaux de fluide ainsi que des circuits électroniques sont intégrés à une minuscule puce. Les matériaux de départ dans ces fabrications sont des structures relativement grandes telles que des cristaux de silicium. La lithographie est la technologie qui a permis de fabriquer de si petites puces et il en existe de nombreux types tels que la lithographie photo, par faisceau d'électrons et par faisceau d'ions.
Dans certaines applications, les matériaux à plus grande échelle sont broyés à l'échelle nanométrique pour augmenter le rapport d'aspect surface/volume pour plus de réactivité. Le nano-or, le nano-argent et le nano-dioxyde de titane sont de tels nanomatériaux utilisés dans différentes applications. Le processus de fabrication de nanotubes de carbone utilisant du graphite dans un four à arc est un autre exemple d'approche descendante de la nanotechnologie.
Approche ascendante
L'approche ascendante des nanotechnologies consiste à créer des nanostructures plus grandes à partir de blocs de construction plus petits, tels que des atomes et des molécules. Auto-assemblage dans lequel les nanostructures souhaitées sont auto-assemblées sans aucune manipulation externe. Lorsque la taille de l'objet devient plus petite dans la nanofabrication, l'approche ascendante est un complément de plus en plus important aux techniques descendantes.
Approche ascendante La nanotechnologie est issue de la nature, où les systèmes biologiques ont exploité les forces chimiques pour créer des structures pour les cellules nécessaires à la vie. Les scientifiques et les ingénieurs effectuent des recherches pour imiter cette qualité de la nature afin de produire de petits groupes d'atomes spécifiques, qui peuvent ensuite s'auto-assembler en structures plus complexes. La fabrication de nanotubes de carbone à l'aide de la méthode de polymérisation catalysée par un métal est un bon exemple d'approche ascendante des nanotechnologies.
Les machines et la fabrication moléculaires sont un concept de nanotechnologie ascendante introduit par Eric Drexler dans son livre Engines of Creation en 1987. Il a donné des premières vues sur la façon dont les systèmes mécaniques à l'échelle nanométrique peuvent être utilisés pour construire des structures moléculaires complexes.
Différence entre l'approche descendante et ascendante dans les nanotechnologies
1. Le processus de fabrication commence à partir de structures plus grandes dans une approche descendante où les blocs de construction de départ sont plus petits que la conception finale dans une approche ascendante
2. La fabrication ascendante peut produire des structures avec des surfaces et des bords parfaits (non plissés et ne contenant pas de cavités, etc.) bien que les surfaces et les bords résultant de la fabrication descendante ne soient pas parfaits car ils sont plissés ou contiennent des cavités.
3. Les technologies de fabrication à approche ascendante sont plus récentes que la fabrication descendante et devraient constituer une alternative à celle-ci dans certaines applications (par exemple: les transistors).
4. Les produits d'approche ascendante ont une plus grande précision (plus de contrôle sur les dimensions du matériau) et peuvent donc fabriquer des structures plus petites par rapport à l'approche descendante.
5. Dans l'approche descendante, il y a une certaine quantité de matériau gaspillé car certaines pièces sont retirées de la structure d'origine contrairement à l'approche ascendante où aucune partie matérielle n'est retirée.
