Grænse til nanoteknologi masseproduktion?

(PhysOrg.com) -- En førende nanoteknologiforsker har rejst spørgsmål over en milliard dollar industri ved frimodigt at hævde, at der er en grænse for, hvor små nanoteknologiske materialer kan masseproduceres.

I et papir offentliggjort i dag, Torsdag, 21 april, i IOP Publishings tidsskrift Nanoteknologi , Professor Mike Kelly, Center for Avanceret Fotonik og Elektronik, University of Cambridge, udtalt, at man ikke kan masseproducere strukturer med en diameter på tre nanometer eller mindre ved at bruge en top-down tilgang.

Denne udtalelse rejser et stort spørgsmål vedrørende de milliarder af dollars, der hvert år hældes ind i nanoteknologi i håbet om, at den nyeste teknologi udviklet i laboratoriet kan gøre overgangen til et fremstillet produkt på markedet.

Nanoteknologi er bygget på evnen til at kontrollere og manipulere stof på atom- og molekylært niveau og har vidtrækkende anvendelser, herunder levering af lægemidler til kroppen, øge effektiviteten af ​​solpaneler og forbedre metoder til fødevareemballage.

Det overordnede mål med at indføre nanoteknologier på markedet er lave omkostninger, højvolumen fremstillingsevne, men samtidig, materialernes egenskaber skal være yderst reproducerbare inden for en forudbestemt grænse, som Kelly angiver ikke kan ske under 3nm-grænsen, når man forsøger at lave arrays.

Top-down tilgang til fremstilling, som Kelly angiver er begrænset, bruger eksterne værktøjer til at skære og forme store materialer til at indeholde mange mindre funktioner. Dets alternativ, bottom-up tilgangen, involverer at sammensætte små enheder, normalt molekyler, at konstruere hele materialer - meget som et puslespil - men denne proces er for uforudsigelig til defekt - gratis masseproduktion af arrays.

Kelly brugte statistisk evaluering af vertikale nanopillarer - der er blevet foreslået til brug i sensorer og skærme - som et eksempel for at demonstrere sin teori. Han oplyser, at beviset kommer i to faser. Den første skyldes det faktum, at når materialer masseproduceres i så lille en skala, vil der være stor variation i størrelsen af ​​forskellige komponenter.

Som et resultat af denne variation, materialets egenskaber vil variere i en grad, hvor materialet ikke kan fungere fuldt ud inden for et array.

Professor Kelly siger, "Hvis jeg tager fejl, og et modeksempel til min teorem er givet, mange videnskabsmænd ville være mere sikre i deres fortsatte arbejde, og det er godt for videnskaben.

"Hvis mere arbejde er afsat til det hårde problem med at forstå, hvad der kan fremstilles og hvordan, på bekostning af flere undersøgelser af ting, der ikke kan fremstilles under betingelserne i nærværende teorem, så er det også godt for videnskaben og for teknologien."