Die Entwicklung der Nanotechnologie
Die Nanotechnologie hat es schon als anerkannter Zweig der Wissenschaft nur etwa 50 Jahre, so ist es ein Baby im Vergleich zu Physik oder Biologie. Wenn Sie High School Wissenschaft erinnern, wissen Sie etwas über Atome, so dass kann bei der Erklärung der Entwicklung der Nanotechnologie unser Ausgangspunkt sein.
Das Wort Atom kommt aus dem griechischen Wort für unteilbar, atomos. Die Atombombe gezeigt, dass Atome in der Tat geteilt werden kann, sondern zurück in 450 v.Chr. sie waren völlig ahnungslos solcher Möglichkeiten.
John Dalton 1803 entdeckt, dass Elemente wie Wasser sind eigentlich Ansammlungen von Atomen. Diese Sammlungen, die so genannte Moleküle haben unterschiedliche Eigenschaften der einzelnen Atome (man denke an zwei Wasserstoffatome Kombination mit einem Sauerstoffatom und dem nassen Ergebnis von H2O).
Heute erkennen wir, dass einige von Daltons ursprüngliche Theorie des Atoms ist nicht stichhaltig. die wichtigsten Konzepte, dass chemische Reaktionen das Verbinden und Trennen von Atomen beinhalten und dass Atome haben einzigartige Eigenschaften, sind die Grundlage der heutigen Naturwissenschaft Dennoch.
Die Idee, die Atome verbinden Moleküle zu bilden, wie zum Beispiel Wasser ist der Schlüssel für Chemie, Biologie und Nanotechnologie. Die Arbeit von Dalton und vielen anderen Wissenschaftlern hat Chemiker erlaubt nützliche Materialien, wie Kunststoffe zu entwickeln, sowie zerstörerische Materialien wie Sprengstoff.
Alle Schüttgüter bestehen aus Atomen, so war es notwendig, zuerst Atome verstehen zu lernen, wie neue Materialien zu machen. Die Wissenschaftler konnten Schlussfolgerungen über Atome ziehen, basierend auf den Eigenschaften der Materialien, die sie produziert, auch wenn sie nicht in einem Atom sehen konnte.
Ein wichtiger Punkt zu unterstreichen ist, dass niemand jemals die Struktur eines Atoms gesehen hat. Auch heute anspruchsvollsten Mikroskope nicht offenbaren die Details der Atome, nur unscharfe Bilder von kleinen Kugeln. Alle Informationen über die Struktur der Atome auf empirischen Daten beruhen.
Wissenschaftler festgestellt, dass jede Art von Atom verschiedenen Lichtfrequenzen absorbiert und verwendet dann diese Unterschiede ein Modell der Struktur der Elektronen jedes Atoms um den Kern zu bilden. Andere Wissenschaftler bombardiert Atome mit sehr kleinen Teilchen hoher Energie und analysiert, welche Art von Partikeln aus Kollisionen mit dem Atomkern führte zu erraten, was im Kern jeder Art von Atom ist.
Dann haben Wissenschaftler die Mathematik und entwickelte ein Modell für jedes Atom, ihre Ergebnisse zu entsprechen. Die Art, wie wir Atome in unseren Gymnasiasten heute beschreiben weiterhin als Physiker Atome mit immer höheren Energiepartikel Sonde zu entwickeln mehr Details über die Komponenten des Atomkerns zu liefern.
Wie funktioniert all diese Informationen über Atome beziehen sich auf Nanotechnologie? Nanopartikel (Partikel, deren Durchmesser, Breite oder Länge zwischen 1 Nanometer und 100 Nanometer) sind größer als Atome und, wie Atome sind um uns täglich. Sie werden von Kerzenflammen, Holzfeuer, Dieselmotoren, Laserdrucker, Staubsauger, und vielen anderen Quellen abgegeben.
Die Wissenschaftler arbeiteten mit Nanopartikeln für Jahrhunderte bevor diese Teilchen einen Namen hatte. Aber im Gegensatz zu Atomen - und das ist ein großer Unterschied - wir können nun die Struktur von Nanopartikeln zu sehen. Dieser Durchbruch kam vor ein paar Jahrzehnten mit dem Aufkommen von Elektronenmikroskopen.
Mit unserem Verständnis der Atomtheorie und die Fähigkeit, Dinge auf der Nanoskala zu sehen, haben wir jetzt Wissen in Ort, der uns nie möglich Materie in einer Weise zu manipulieren.