นาโนเทคโนโลยีคืออะไร?

นาโนเทคโนโลยีเป็นสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ทฤษฎีและวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างทางเทคโนโลยีที่มีการวัดขนาดในนาโนเมตรหรือพันล้านของเมตรตัวอย่างคือการศึกษาและการประยุกต์ใช้ท่อนาโนคาร์บอนท่อเล็ก ๆ ของคาร์บอนสองสามนาโนเมตร (ประมาณ 1/50,000 ของความกว้างของเส้นผมของมนุษย์) ยาวมีความยาวตั้งแต่นาโนเมตรไม่กี่สิบมิลลิเมตรท่อนาโนคาร์บอนเป็นวัสดุที่แข็งแกร่งและแข็งที่สุด แต่ค้นพบบนโลกแข็งแกร่ง 500 เท่าและเบากว่าเหล็กสิบเท่า

เพื่อชื่นชมคุณค่าของนาโนเทคโนโลยีเราต้องตระหนักว่าเทคโนโลยีทั้งหมดในประวัติศาสตร์อารยธรรมได้ถูกสร้างขึ้นในความไม่รู้อย่างสมบูรณ์ของคุณสมบัติระดับนาโนอย่างไรก็ตามคุณสมบัติเหล่านี้มีอิทธิพลอย่างมากต่อลักษณะจำนวนมากของวัสดุที่ macroscaleยกตัวอย่างเช่นเกราะโลหะที่ทันสมัยโดยทั่วไปมีหลุมนาโนขนาดเล็กจำนวนล้านล้านรูและการเสียรูปในพวกเขาเนื่องจากกระบวนการผลิตที่ไม่แน่นอนโดยรวมแล้วหลุมเล็ก ๆ เหล่านี้ลดความแข็งแรงของวัสดุทำให้ง่ายขึ้นที่จะถูกเจาะด้วยกระสุนหรือระเบิดหากชุดเกราะผลิตด้วยความแม่นยำระดับนาโนอาจทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นหลายเท่าการศึกษาคุณสมบัติดังกล่าวอยู่ภายใต้โดเมนของนาโนเทคโนโลยี

นอกเหนือจากการทำงานในวิธีการทำให้วัสดุจำนวนมากแข็งแกร่งขึ้นหรือมีประโยชน์มากขึ้นนาโนเทคโนโลยียังมุ่งเน้นไปที่เครื่องจักรหรือโครงสร้างขนาดเล็กตัวอย่างเช่นทรานซิสเตอร์ในคอมพิวเตอร์ที่คุณใช้อยู่ในขณะนี้มีแนวโน้มน้อยกว่า 50 นาโนเมตรนอกเหนือจากกันออกแบบมาเพื่อเพิ่มพื้นที่ว่างให้สูงสุดในอนาคตอันใกล้การออกแบบวงจรจะเริ่มขึ้นกับขีด จำกัด ของการย่อขนาดโดยใช้กระบวนทัศน์ปัจจุบันบังคับให้เปลี่ยนไปใช้วิธีอื่นนักวิทยาศาสตร์ในนาโนเทคโนโลยีกำลังศึกษาอยู่อย่างแน่นอนและมีเงินหลายพันล้านดอลลาร์เข้ามาในสนามทุกปีเป้าหมายสูงสุดของนาโนเทคโนโลยีคือการควบคุมโครงสร้างของสสารที่แม่นยำด้วยอุปกรณ์การผลิตนาโนเทคโนโลยีที่ดีที่สุดเราสามารถแปลงสิ่งสกปรกเป็นสเต็กชั้นดีได้โดยใช้เครือข่ายของตัวควบคุมระดับนาโนที่จัดเรียงโมเลกุลคาร์บอนใหม่ในรูปแบบที่เหมาะสมอะตอมในทั้งสองเหมือนกัน - คาร์บอนจำนวนมาก - การจัดเรียงของพวกเขาแตกต่างกันนาโนเทคโนโลยีขั้นสูงอาจช่วยให้เราสามารถสร้างอุปกรณ์การแพทย์ระดับนาโนที่ว่ายน้ำผ่านหลอดเลือดแดงของเราลบคราบจุลินทรีย์และซ่อมแซมความเสียหายของเนื้อเยื่อวันหนึ่งเครื่องอาจช่วยให้เรามีชีวิตอยู่อย่างไม่มีกำหนดเพียงแค่ซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดจากความชราก่อนที่จะมีโอกาสสะสมและกลายเป็นอันตรายถึงชีวิต