f875f9 d1f2192617554a9facd9b2a7f56bd2abmv2

في الوقت الحاضر ، لقد حان عصر تصنيع النانو ، بدأ فجر علم النانو ، مع تعميق أبحاث تكنولوجيا النانو والتطبيق المستمر لتقنية النانو ، أصبحت تكنولوجيا النانو واحدة من أكثر التخصصات رواجًا بعد. في المسابقات السنوية للعلوم والتكنولوجيا للعلم والطبيعة ، تكون نتائج أبحاث تقنية النانو في المقدمة. تخطط العديد من البلدان لتطوير تقنية النانو كاستراتيجية وطنية ، ويتزايد تطوير تقنية النانو عامًا بعد عام ، ومع ذلك ، فقد خضع تطوير تقنية النانو لعملية طويلة من التواجد الطبيعي للمواد النانوية (مثل الخلايا الحية والبكتيريا والسخام ، وما إلى ذلك) للتعامل مع الذرات بشكل مصطنع ، الجزيئات التي تصنع مواد نانوية ، والتي لا تعي أبدًا وعيًا للاختراق النظري لعملية التصنيع. وجود المواد النانوية في الخلية الطبيعية قبل 3.5 مليار سنة ، أول دفعة من الخلايا الحية التي تحدث بشكل طبيعي النانو- مواد. الخلايا عبارة عن تجمعات ذاتية التكاثر من آلات النانومتر التي تحتوي على عدد كبير من الكائنات النانوية مثل البروتينات والحمض النووي وجزيئات الحمض النووي الريبي. هذه الخلايا النانوية "الأعضاء" تؤدي واجباتها. بناء البروتين ، التمثيل الضوئي بحيث النمو السريع للطاقة الحيوية ، بحيث أن السطح الأصلي للأرض المغطى بالكائنات الحية الدقيقة والنباتات والمواد العضوية الأخرى ، يكون CO2 في الغلاف الجوي للأرض إلى O 2 ، يغير سطح الأرض تمامًا والجو. يمكن ملاحظة أن هذه المجاميع النانوية تلعب دورًا محوريًا في تطور الطبيعة.الجسيمات النانوية غير العضوية الطبيعية بالإضافة إلى وجود مجموعة متنوعة من المواد النانوية الداخلية المعقدة ، الوجود الطبيعي للجسيمات النانوية غير العضوية الطبيعية. في الصين القديمة ، يستخدم الناس مجموعة من الشموع التي تحرق الغبار لخلق المكرر ، وهذا الغبار هو أسود الكربون بحجم النانو. في سطح المرآة البرونزي القديم لديه طبقة رقيقة من الصدأ ، بعد أن وجد الاختبار أن طبقة الصدأ عبارة عن فيلم يتكون من أكسيد نانو القصدير. توفر هذه المواد النانوية غير العضوية الطبيعية مادة طبيعية للناس للقيام بأبحاث تقنية النانو. التطور المبكر لتقنية النانو التطور النظري المبكر في 400 قبل الميلاد ، طرح ديموقريتوس وليوكيبس الذرة ، توفر نظرية الذرة لتطوير النانو أساسًا نظريًا ، أي من خلال عدد من الوسائل التقنية من الأسفل إلى الأعلى لبناء مواد جديدة ممكنة. بدأ البحث النظري للعلماء حول تقنية النانو في ستينيات القرن التاسع عشر ، واستخدم توماس جراهام الجيلاتين ليذوب ويتشتت لتحضير الغرويات ، حيث يبلغ قطر الجزيئات الغروية من 1 إلى 100 نانومتر. قام العلماء لاحقًا بالكثير من الأبحاث حول الغرويات ، وأسسوا نظرية الكيمياء الغروية. في عام 1905 ، قام ألبرت آينشتاين بحساب السكر من الماء في البيانات التجريبية لحساب قطر جزيء السكر البالغ حوالي 1 نانومتر ، وللمرة الأولى على البعد البشري معرفة حسية. حتى عام 1935 ، طور Max Knoll و N.Ruska مجهرًا إلكترونيًا لتحقيق التصوير دون المقياس النانوي ، مما يوفر أداة مراقبة للناس لاستكشاف العالم المجهري ، وقد تم تخمير التكنولوجيا المبكرة خلال الحرب العالمية الثانية ، البروفيسور تيان ليانغي من جامعة ناغويا في اليابان امتصاص الأشعة تحت الحمراء للكشف عن الصواريخ اليابانية. تحت حماية الغاز الخامل ، تم تحضير أسود الزنك النقي بطريقة التبخير بالتفريغ. كان متوسط حجم الجسيمات من أسود الزنك أقل من 10nm. ولكن لم يتم تطبيقها على الواقع بعد ، انتهت الحرب. في وقت لاحق ، أعد العلماء الألمان أيضًا جزيئات معدنية نانوية بطريقة مماثلة ، عندما لا يوجد مفهوم للمواد النانوية ، ضع هذه المادة تسمى الجسيمات فائقة الدقة (الجسيمات فائقة الدقة) ، والتي قد تكون غرضًا بشريًا لتصنيع المواد النانوية حقًا في بداية عام 1959 ، ألقى ريتشارد فاينمان الحائز على جائزة نوبل ريتشارد فاينمان خطابًا في المعهد الأمريكي للفيزياء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في المؤتمر بعنوان "هناك مساحة كبيرة في الأسفل". يبدأ بـ "من أسفل إلى أعلى" ويقترح البدء في التجميع من جزيء واحد أو حتى ذرة لتلبية متطلبات التصميم. "على الأقل ، في رأيي ، لا تستبعد قوانين الفيزياء إمكانية أن تنتج الذرة ذرة بطريقة ذرية" ، تنبأ ، "وعندما نتحكم في دقة الكائن ، سنوسع بشكل كبير "على الرغم من أن التكنولوجيا التي تنتمي حقًا إلى فئة" النانومتر "ظهرت بعد بضعة عقود فقط ، في هذه المحاضرة ، يتنبأ فاينمان بمستقبل تقنية النانو ، التي حددت دور تقنية النانو في دراسة علم النانو توفر الأساس النظري المبكر. في الواقع ، العديد من العلماء في مقياس النانومتر بعد نتائج البحث إلى حد كبير من خلال الخطاب المستوحى من هذا الخطاب ، ولادة ولادة تقنية النانو. 1968 ، ألفريد يو تشو وجون. استخدم أركو وزملاؤه شعاعًا جزيئيًا لترسيب ذرات أحادية الطبقة على السطح. في عام 1969 ، اقترح Esaki و Tsu نظرية المشابك الفائقة ، والتي تتكون من مادتين مختلفتين أو أكثر ، تشكل. في عام 1971 ، لاحظ Zhang Ligang وتطبيقات أخرى تستخدم نظرية superlattice وتقنية نمو الفوق الشعاعي للشعاع الجزيئي ، وإعداد حجم فجوة طاقة مختلفة للطبقات شبه الموصلة متعددة الطبقات ، ولتحقيق البئر الكمومي والشبكة الفائقة ، تأثيرات جسدية غنية جدًا. تمت دراسة تأثير الحصر الكمي في البئر الكمي على نطاق واسع وعميق ، وتم تطوير العديد من الإلكترونيات الضوئية عالية الأداء والأجهزة الإلكترونية الدقيقة على هذا الأساس. في عام 1974 ، اخترع نوريو تانيجوتشي مصطلح "تقنية النانو" لتمثيل الأجهزة التي تتحمل أقل من 1 ميكرومتر ، مما جعل تقنية النانو تقنية قائمة بذاتها في مرحلة التاريخ. لكن الصورة الكاملة للفيزياء بمقياس النانومتر كانت بعيدة كل البعد عن الوضوح ، وهو اختراق كبير في تقنية النانو رمز ثورة النانومتر في عام 1981 ، طور غيرد بينيغ وهايرش روهرر أول مجهر مسح نفق في العالم (STM) على أساس تأثير الأنفاق في ميكانيكا الكم ، والتي لاحظ شكل ومعالجة السطوح الصلبة من خلال الكشف عن التيارات السطحية للذرات الصلبة والإلكترونات. اختراع STM هو ثورة في مجال الميكروسكوب ، وهو "رمز لثورة النانومتر". على أساس STM ، تم تطوير سلسلة من مجاهر المسح الضوئي ، مثل مجهر القوة الذرية (AFM) ، المجهر المغناطيسي والمجهر الليزر. إن ظهور STM يمكّن البشرية من مراقبة حالة الذرات الفردية على سطح المادة والخصائص الفيزيائية والكيميائية المرتبطة بسلوك الإلكترون السطحي في الوقت الفعلي ، وبذلك فاز Gerd Binnig و Heirich Rohrer بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 1986. مجهر المسح النفقي (STM) غيرد بينيج (يسار) مع هاينريش روهرر. المصدر: IBM التلاعب الأول لذرة واحدة في عام 1989 ، قام دونالد م. من مركز أبحاث IBM Almaden فريق إيغلر ، بمساعدة STM ، بنقل 35 ذرة Xe ممتزّة على سطح المعدن Ni (110) وشكلوا الأحرف الثلاثة من شركة آي بي إم ، التي كانت المرة الأولى التي يتم فيها التلاعب بذرة بشرية ، واحدة من أخبار التكنولوجيا الكبيرة. لقد رأى العلماء الأمل في تصميم وتصنيع أجهزة ذات حجم جزيئي من تقنية النانو هذه التي تتعامل مع ذرات مفردة ، والتطور السريع لتقنية النانو في يوليو 1990 ، عقد أول مؤتمر حول علم النانو والتكنولوجيا في بالتيمور ، الولايات المتحدة الأمريكية. وضع الاجتماع رسمياً علم المواد النانوية كفرع جديد لعلوم المواد. كنقطة انطلاق ، اكتسبت تكنولوجيا النانو تطوراً سريعاً طوال التسعينات ، ففي عام 1991 ، اكتشف الباحث الياباني المجهر الإلكتروني سوميو إيجيما لأول مرة الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران ، مما يشير إلى ظهور الأنابيب النانوية الكربونية. بعد ذلك بعامين ، قام Iijima وشركة IBM Donald Bethune بصنع أنابيب نانوية كربونية أحادية الجدار ، وفي عام 1995 ، استخدم الباحثون تكنولوجيا الطبقة الذرية (ALE) لجعل عمل نقطة الليزر الكمومية عند درجة حرارة 80K ، واليوم يستخدم عدد كبير من الليزر النقطي الكمومي في اتصالات الألياف الضوئية ، والوصول إلى الأقراص المضغوطة ، والعرض ، وما إلى ذلك. في عام 1990 ، اكتشف LT Canham ظاهرة التلألؤ السليكون المسامي ، والتي من أجل تحقيق التكامل الكهروضوئي على السيليكون ، فتحت آفاقًا جديدة ، لحل الجهاز بين التوصيل البيني بسبب تأخر أوجه القصور ، يعزز بشكل كبير أداء الدوائر المتكاملة وسرعة الكمبيوتر.في عام 1997 ، تم تطوير مختبر البنية النانوية لقسم الهندسة الكهربائية في جامعة مينيسوتا بنجاح باستخدام الطباعة الحجرية النانوية. كان حجم القرص 100nm × 100nm. وتتكون من قطر 100 نانومتر وطول 40 نانومتر. مرتبة في مجموعة قضبان الكم مع كثافة تخزين تبلغ 41011 بت لكل بوصة ، وتم تطوير تقنية النانو بالكامل في القرن الحادي والعشرين ، وتطوير وتطبيق تكنولوجيا النانو المزدهرة ، سيطور العالم تقنية النانو كاستراتيجية وطنية ، وفي عام 2000 ، كلينتون ، الرئيس آنذاك أعلنت الولايات المتحدة عن إطلاق المبادرة الوطنية لتقنية النانو (NNI) ، وزيادة ملحوظة في تمويل البحوث الخاصة بتكنولوجيا النانو ، وزيادة ملحوظة في الرؤية ، وموجة من الأبحاث العالمية حول تكنولوجيا النانو. وزارة التربية والتعليم والثقافة والرياضة اليابانية سيخصص العلم والتكنولوجيا 30.1 مليار ين ($ 234 مليون دولار أمريكي) في ميزانية عام 2002 لتنفيذ "برنامج الدعم المتكامل لتقنية النانو". وفي أوروبا ، يتم توفير التمويل للبحوث والاستثمار في تكنولوجيا النانو من خلال البرامج الوطنية وشبكات التعاون الأوروبية والشركات الكبرى . في الوقت نفسه ، يعد برنامج البحث التابع للاتحاد الأوروبي هو الأكبر ، حيث أنشأت المؤسسات البحثية أكبر عدد من المجالات ، حيث تغطي مجموعة واسعة من المجالات ، فمن منتصف الثمانينيات فصاعدًا ، تعلق الحكومة الصينية أهمية كبيرة على تطوير تقنية النانو.
المصدر: Meeyou Carbide

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

arالعربية
en_USEnglish zh_CN简体中文 es_ESEspañol hi_INहिन्दी pt_BRPortuguês do Brasil ru_RUРусский ja日本語 jv_IDBasa Jawa de_DEDeutsch ko_KR한국어 fr_FRFrançais tr_TRTürkçe pl_PLPolski viTiếng Việt arالعربية