Kan nanoskopiske maskiner manipulere atomer?

Nanoskalaverdenen er næsten ufatteligt lille. Et nanometer er kun en milliarddel af en meter. Ingeniører og forskere har arbejdet med materiale på denne skala i et par år. For eksempel, nogle af de mest kraftfulde mikroprocessorer har millioner af transistorer, der kun er et par dusin nanometer brede.

I medicin, læger og ingeniører arbejder sammen om at skabe nanoskopiske lægemiddelleveringssystemer til bekæmpelse af sygdomme som kræft. Målet er at bygge et viruslignende modul, der kan opsøge kræftceller. Modulet vil indeholde en nyttelast af kræftdræbende lægemidler. Proteiner på modulet fungerer som et vejledende system, forvandle modulet til det, der svarer til en smart bombe. Ved at målrette mod specifikke kræftceller, læger håber at minimere de negative virkninger af kræftbehandlinger.

Men den virkelige hellige gral til nanoskopiske maskiner er montøren. An samler er en hypotetisk nanoskopisk maskine, der kan bygge ting molekyle for molekyle. Millioner af disse samlere kunne bygge praktisk talt alt givet de rigtige råvarer. Vi kalder denne form for teknik molekylær nanoteknologi .

Vi er der ikke endnu. De fleste af de enheder, vi har bygget, er i mikroskalaen. EN mikrometer er en milliondel af en meter-betydeligt større end et nanometer. Disse enheder er alt for store til at manipulere individuelle atomer, fordi atomskalaen er endnu mindre end nanoskalaen. Atomer varierer i størrelse, men generelt er et enkelt nanometer et par atomer bredt. Vi måler størrelsen af ​​atomer i angstrom. En angstrøm er en tiendedel af nanometerets længde.

Det er ikke at sige, at vi ikke kan manipulere individuelle atomer ved hjælp af andre værktøjer. I 1990, IBM -ingeniører manipulerede atomer ved hjælp af et scanningstunnelmikroskop. De arrangerede atomer på en metaloverflade for at stave IBM. Selvom selve mikroskopet ikke var nanoskopisk, den har en meget fin stylus med et punkt, der kun er et atom i størrelse.

Vil vi nogensinde bygge nanoskopiske enheder, der kan flytte atomer rundt? Svaret er usikkert. Nogle forskere og ingeniører siger, at det molekylære nanoteknologikoncept ikke er sandsynligt. Mange henvender sig til at manipulere atomer gennem kemi frem for at bygge en nanoskopisk maskine for at bygge molekylære kæder. Selvom vi aldrig bygger molekylære samlere, den viden, vi får ved at prøve, kan ændre verden.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer nanoteknologi
• Sådan fungerer Moores lov
• Sådan fungerer Nanorobots
• Sådan fungerer Nanowires
• Hvordan kunne guld redde mit liv?

Flere store links

• Institut for Fysik:Nanoteknologi
• Fremtidsinstituttet

Kilder

• AZoNano. "Manipulering af atomer og se resultaterne. 7. september, 2007. (4. marts, 2010) http://www.azonano.com/news.asp?newsID=4895
• Erhverv21C. "Nanoteknologi:Små trin, Store løfter. "1. marts, 2010. (4. marts, kl. 2010) http://www.business21c.com.au/2010/03/nanotech-big-ideas-tiny-technologies/
• IBM. "IBM -atomer." (9. marts kl. 2010) http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/vintage/vintage_4506VV1003.html
• Nobel pris. "Scanning Tunneling Microscope." (9. marts kl. 2010) http://nobelprize.org/educational_games/physics/microscopes/scanning/index.html