Sisältö
- Mikä on nanoteknologia?
- Nanotekniikka IT-alalla
- Iso tulevaisuus
- Ei vikoja, ei stressiä - vaiheittaiset ohjeet elämää muuttavien ohjelmistojen luomiseen tuhoamatta elämääsi
Lähde: Demango23 / Dreamstime
Ottaa mukaan:
Jos olet miettinyt nanotekniikasta, todellisuus paranee kuin fiktio.
Nanoteknologialla on luonnostaan pahaenteinen ääni useammalle kuin harvalle ihmiselle. Loppujen lopuksi innokkaat sci-fi-lukijat eivät unohda pian hallitsemattomia nanolämpöä Michael Crichtonin eniten myytyyn 2002 -romaaniin "Prey". Mutta yli kymmenen vuotta myöhemmin, nanotekniikka on edelleen kuuma aihe tutkimuslaboratorioissa ympäri maailmaa, ja se ei vaikuta aivan yhtä vaaralliselta tai lähes yhtä esoteeriseltä kuin ennen. Nykyään nanoteknologiatutkimus on käynnissä monilla eri aloilla valmistuksesta terveydenhuoltoon ja sillä on rooli monissa erityyppisissä tekniikoissa. Mutta kuten monet sanat, monet ihmiset tuntevat nanoteknologian tietämättä, mitä se todella tarkoittaa tai kuinka nanoteknologian kehitys vaikuttaa todennäköisesti muuhun 2000-luvulle. Katsotaanpa katsomaan suuria edistysaskeleita, joita tämä pieni tekniikka tekee IT-maailmassa.
Mikä on nanoteknologia?
Yksi ensimmäisistä askeleista tällaisen tieteen ymmärtämiseksi on selvittää, millaiseen nanoteknologiaan osoitetaan. Tätä varten on kaksi päätapaa - ensimmäinen ja teknisempi tapa on hieman yksinkertaisempi - nanometrin koko perusyksikkönä on miljardi metriä. Toisin sanoen jaa tapin pään koko noin miljoonalla ja saat nanometrin.
Nanoteknologia on siis lähinnä suunnittelua atomissa. Tai melkein. Vaikka atomiskaala on jonkin verran pienempi kuin nanotekninen asteikko, nanomateriaalien ja luonnossa esiintyvien molekyylien kokojen välillä on paljon samankaltaisuutta. Lisäksi, jos mietit tapaa, jolla atomit kokoontuvat tekemään jotain makroasteikossa, on paljon järkevää selittää, kuinka nykyaikaiset teollisuudenalat käyttävät mikroskooppisia rakenteita tuotteiden luomiseen ja tutkimuksen vetämiseen.
Nanotekniikka IT-alalla
Joten mitä järkeä tehdä jostakin niin pienestä? Vastaus on, että jos pääset pieniin pieniin rakennuspalikoihin, voit suunnitella vahvempia tai kestävämpiä materiaaleja, parempaa suojaa tai pinnoitetta tai muunlaisia parannuksia. Tämä tarkoittaa suuria muutoksia kaikenlaisessa valmistuksessa, mukaan lukien ruoka, kosmetiikka, vaatevälineet, terveydenhuolto ja tietysti elektroniikka. Siksi nanotekniikan löytöt eivät ehkä koske enemmän mitään tieteen alaa kuin IT-ala, jossa nanosuunnittelu korjaa nopeasti prosessorien ja laitteiden standardit.
Caroline Ross on MIT: n materiaalitieteiden ja tekniikan laitoksen apulaispäällikkö; suuri osa hänen työstään käsittelee erilaisia uusia tapoja luoda pienempiä laitteistoja, joissa nanomittakaavan suunnittelu voi parantaa parannuksia sekä tiedontallennuksessa että logiikkasovelluksissa.Hänen mukaan nanotekniikoiden suurin potentiaali on laitteiden skaalauksen ja toimivuuden laajentamisessa.
Kuvaamalla nanotekniikan käyttöä kokoonpanossa Ross viittaa mikroelektroniikkalaitteisiin, jotka on pohjimmiltaan rakennettu nanomittakaavalle. Joitain esimerkkejä? Ross selittää, että transistorien kanavapituus mikroprosessoreissa on tyypillisesti 20–30 nanometriä ja muistisirujen tiiviimmin pakatut ominaisuudet ovat etäisyydellä toisistaan, samalla kun eri materiaalikerrosten paksuus mitataan myös nanomittakaavassa. Tämä antaa erittäin selkeän kuvan siitä, kuinka hämmästyttävän pienet nämä järjestelmät ovat - ja mitä voidaan saavuttaa tekemällä niistä vielä pienempiä.
Nämä muistot ja mikroprosessorit on valmistettu nanolitografialla, joka muodostaa muodot ja rakenteet, joita tarvitaan nanomittakaavan laitteiden valmistukseen. Tämän prosessin avulla insinöörit voivat järjestää kuviot substraattiin puolijohdelaitteiden valmistamiseksi tietojen tallennusta, logiikkaa, antureita ja muita toimintoja varten. Yleinen menetelmä, nimeltään optinen litografia, on teollisuusstandardi, Ross sanoo, mutta se on tehokas vain vähintään 25 nanometrin mittakaavassa. Pienempi nanolitografia voidaan tehdä prosessilla, jota kutsutaan elektronisäde litografiaksi, mutta Ross luonnehtii tätä menetelmää sekä hitaaksi että suhteellisen kalliiksi. Sen sijaan Ross tutkii nanomittakaavan polymeerimateriaalien itsekokoonpanoa, joka hänen mukaansa voi olla tehokas 10 nanometrin alueella, ja siitä voi tulla paras uusi tapa suunnitella nämä pienet laitteet.
Iso tulevaisuus
Vaikka on selvää, että nanotekniikan sovelluksilla on suuri potentiaali tietotekniikan alalla ja sen ulkopuolella, näiden lähestymistapojen turvallisuus on edelleen ilmassa. Monet asiantuntijat väittävät, että nanotekniikka on turvallinen ja hallittavissa oleva tapa tehdä innovaatioita, mutta raportit osoittavat, että FDA harkitsee väitteitä, joiden mukaan nanotekniikan suunnittelu joissakin kulutustavaroissa voisi aiheuttaa vakavia terveysriskejä.
Ei vikoja, ei stressiä - vaiheittaiset ohjeet elämää muuttavien ohjelmistojen luomiseen tuhoamatta elämääsi
Et voi parantaa ohjelmointitaitojasi, kun kukaan ei välitä ohjelmiston laadusta.
Viime kädessä nanoteknologian nykyinen käyttö osoittaa, että vaikka tutkijat jatkavat potentiaalisten tulosten tutkimista, tiedämme tämän tyyppisestä tieteestä paljon enemmän kuin edes kymmenen vuotta sitten.
Ja muistakaa: maailmaa kauhistutti kerran suuresti sähkön näkymätön voima. Siitä lähtien olemme tottuneet siihen, että sitä on ympärillämme - ja jopa sisällämme. Sama pätee todennäköisesti nanoteknologiaan. Se, että se on niin pieni, miksi se koskee meitä, mutta se myös antaa sille niin suuren potentiaalin.