Նանոտեխնոլոգիա

Նանոտեխնոլոգիան կիրառական գիտություններ և տեխնոլոգիաներ միավորող լայն ոլորտ է, որի հիմնական նպատակը ատոմական և մոլեկուլային մակարդակի վրա նյութի վերահսկվող մանիպուլյացիան է և կրիտիկական չափսերի հասնող, մոտ 100 նանոմետրից ավելի փոքր սարքերի կառուցումը և նոր հատկություններով նյութերի և ծածկույթների ստացումը:

Նանոտեխնոլոգիան բազմաճյուղ ոլորտ է, որը իր մեջ ներառում է տարբեր ուղղություններ ինչպիսիք են՝ կիրառական ֆիզիկան, նյութաբանությունը, մակերևույթային և կոլլոիդ գիտությունները, սուփրամոլեկուլային քիմիան (քիմիայի ճյուղ որը ուսումնասիրում է մոլեկուլների ոչ կովալենտ փոխազդեցությունները), քիմիակական, կենսաբանական, մեխանիկական ճարտարապետությունը (ինժեներիան) և էլեկտրոտեխնիկան: Գիտական ճյուղերի այսպիսի միավորումը մեկ անվան տակ երբեմն նույնիսկ կարող է թվալ հակասական քանի որ հաճախ նանո չափսերի հետ գործ ունեցող հետազոտությունները շատ քիչ ընդհանրություններ ունեն գիտական առումով: Օրինակ, նանոտեխնոլոգիան կարող է կիրառվել ինչպես դեղագործության այնպես էլ կիսահաղորդչային արդյունաբերության մեջ, և չնայած երկու դեպքում ել օգտագործող մեթոդները և սարքերը կարող են նման լինել գիտական հետազոտությունների նպատակները խիստ տարբեր են:

Նանոտեխնոլոգիայի հիմնական առանձնահատկությունը կայանում է նրանում, որ նանոմետրիկ չափսերի սահմաններում նյութերի հետ աշխատելու սովորական, մակրոսկոպիկ մեթոդները և մոտեցումները հաճախ այլևս կիրառելի չեն, իսկ միկրոսկոպիկ երևույթները, օրինակ առանձին ատոմների կամ մոլեկուլների փոխազդեցությունները, սահմանափակ չափսերի կողմից թելադրված քվանտային երևույթները, որոնք աննշան են մակրո մարմինների դեպքում դառնում են շատ ավելի էական:

Նանոտեխնոլոգիաում գոյություն ունի երկու հիմնական մոտեցում: «Վարից վեր» մոտեցման դեպքում նոր նյութերը և սարքերը կառուցվում են մոլեկուլային բաղադրիչ մասերից, որոնք ինքնակազմավորվում են հիմնվելով մոլեկուլային ճանաչման սկզբունքի վրա: Այսինքն սարքի(նյութի) վերջնական կառուցավծքը նախագծվում է ելային նյութերի հատուկ ընտրությամբ այնպես, որ դրանց փոխազդեցությունից կազմավորվի ցանկալի արդյունքը: «Վերից վար» մոտեցման դեպքում նանո օբյեկտները կառուցվում են սովորական մակրո նյութերից առանց ատոմական մակարդակի վրա պրոցեսի վերահսկման:

Նյութերի նանո մասշտաբի մանիպուլյացիաի և վերահսկման սկիզբը և նանոտեխնոլոգիաի հիմնական շարժիչ ուժը նոր գործիքների և սարքերի առկայությունն է, որոնք հասանալի դարձան 20րդ դարի 80-ական թթ. սկզբին: Դրանց ամենավառ օրինակներն են Ատոմական Ուժային Մանրադիտակը (ԱՈւՄ) և Սքանավորող Թունելային Մանրադիտակը (ՍԹՄ):