Περιεχόμενο
- Τι είναι η νανοτεχνολογία;
- Νανοτεχνολογία στο πεδίο πληροφορικής
- Μεγάλο Μέλλον
- No Bugs, No Stress - Ο οδηγός σας βήμα προς βήμα για τη δημιουργία λογισμικού που αλλάζει τη ζωή χωρίς να καταστρέφει τη ζωή σας
Πηγή: Demango23 / Dreamstime
Πάρε μακριά:
Αν αναρωτιέστε για νανοτεχνολογία, η πραγματικότητα είναι καλύτερη από τη μυθοπλασία.
Για περισσότερους από λίγους ανθρώπους, η νανοτεχνολογία έχει εγγενώς δυσοίωνο τόνο. Μετά από όλα, οι άπληστοι αναγνώστες sci-fi δεν θα ξεχάσουν σύντομα το nanoswarm εκτός ελέγχου, στο μυθιστόρημα του 2002 του Michael Crichton, "Prey." Αλλά περισσότερο από μια δεκαετία αργότερα, η νανοτεχνολογία εξακολουθεί να είναι ένα καυτό θέμα στα ερευνητικά εργαστήρια ανά τον κόσμο και δεν φαίνεται αρκετά επικίνδυνο ή σχεδόν εσωτεριστικό, όπως ήταν. Αυτές τις μέρες, η νανοτεχνολογική έρευνα διεξάγεται σε πολλούς διαφορετικούς τομείς, από την κατασκευή έως την υγειονομική περίθαλψη, και παίζει ρόλο σε πολλά διαφορετικά είδη μηχανικής. Αλλά όπως και πολλοί λέξεις-κλειδιά, πολλοί λαοί είναι εξοικειωμένοι με τη νανοτεχνολογία χωρίς να γνωρίζουν τι σημαίνει πραγματικά ή πως οι εξελίξεις στη νανοτεχνολογία είναι πιθανό να επηρεάσουν τον υπόλοιπο 21ο αιώνα. Ας ρίξουμε μια ματιά στα μεγάλα βήματα που κάνει αυτή η μικρή τεχνολογία στον κόσμο της πληροφορικής.
Τι είναι η νανοτεχνολογία;
Ένα από τα πρώτα βήματα για την κατανόηση αυτού του είδους της επιστήμης είναι να υπολογίσουμε τι είδους κλίμακα της νανοτεχνολογίας αντιμετωπίζει. Υπάρχουν δύο βασικοί τρόποι να γίνει αυτό - ο πρώτος και πιο τεχνικός τρόπος είναι λίγο πιο απλός - ένα νανόμετρο, ως βασική μονάδα μεγέθους, είναι ένα δισεκατομμύριο του μέτρου. Με άλλα λόγια, διαιρέστε το μέγεθος του κεφαλιού ενός πείρου κατά περίπου ένα εκατομμύριο και παίρνετε ένα νανόμετρο.
Η νανοτεχνολογία είναι ουσιαστικά σχεδιασμένη σε ατομική κλίμακα. Ή σχεδόν. Ενώ η ατομική κλίμακα είναι κάπως μικρότερη από την κλίμακα νανοτεχνολογίας, υπάρχει μεγάλη ομοιότητα μεταξύ των μεγεθών των νανοϋλικών και εκείνων των φυσικών μορίων. Επιπλέον, αν σκέφτεστε για τον τρόπο με τον οποίο τα άτομα έρχονται μαζί για να κάνουν κάτι σε μακροοικονομική κλίμακα, έχει πολύ νόημα να εξηγεί πώς οι σύγχρονες βιομηχανίες χρησιμοποιούν μικροσκοπικές κατασκευές για να δημιουργήσουν προϊόντα και να οδηγήσουν την έρευνα.
Νανοτεχνολογία στο πεδίο πληροφορικής
Έτσι τι είναι το σημείο να κάνεις κάτι τόσο μικροσκοπικό; Η απάντηση είναι ότι εάν κατεβείτε στα μικροσκοπικά δομικά στοιχεία οτιδήποτε, μπορείτε να σχεδιάσετε ισχυρότερα ή πιο ανθεκτικά υλικά, καλύτερη θωράκιση ή επίστρωση ή άλλα είδη βελτιώσεων. Αυτό σημαίνει μεγάλες αλλαγές σε όλα τα είδη κατασκευής, συμπεριλαμβανομένων των τροφίμων, των καλλυντικών, των ειδών ένδυσης, της υγειονομικής περίθαλψης και, φυσικά, των ηλεκτρονικών. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κανένα πεδίο επιστήμης δεν επηρεάζεται ίσως περισσότερο από τις ανακαλύψεις νανοτεχνολογίας παρά τον τομέα της πληροφορικής, όπου ο νανο-σχεδιασμός ανανεώνει γρήγορα τα πρότυπα για τους επεξεργαστές και τις συσκευές.
Η Caroline Ross είναι ο επικεφαλής του Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών του MIT. μεγάλο μέρος της εργασίας της ασχολείται με διάφορους νέους τρόπους για τη δημιουργία μικρότερου υλικού, όπου η μηχανική νανοκλίμακα μπορεί να οδηγήσει σε βελτιώσεις τόσο στην αποθήκευση δεδομένων όσο και στις εφαρμογές λογικής.Λέει ότι οι μεγαλύτερες δυνατότητες νανοτεχνολογιών έγκειται στην "επέκταση της κλιμάκωσης και της λειτουργικότητας" των συσκευών.
Περιγράφοντας τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιείται η νανοτεχνολογία στη συναρμολόγηση, ο Ross αναφέρεται σε μικροηλεκτρονικές συσκευές, οι οποίες βασίζονται βασικά σε νανοκλίμακα. Μερικά παραδείγματα? Ο Ross εξηγεί ότι το μήκος καναλιού των τρανζίστορ σε μικροεπεξεργαστές είναι τυπικά 20-30 νανομέτρων και τα πιο πυκνά χαρακτηριστικά σε μάρκες μνήμης απέχουν μεταξύ τους σε παρόμοια απόσταση ενώ τα πάχη διαφόρων υλικών στρώσεων μετριούνται επίσης στη νανοκλίμακα. Αυτό παρέχει μια πολύ σαφή εικόνα του πόσο εκπληκτικά μικρά είναι αυτά τα συστήματα - και τι θα μπορούσε να επιτευχθεί κάνοντάς τα ακόμη μικρότερα.
Αυτές οι μνήμες και οι μικροεπεξεργαστές γίνονται χρησιμοποιώντας τη νανολιθογραφία, η οποία σχηματίζει τα σχήματα και τις δομές που απαιτούνται για την κατασκευή διατάξεων νανοκλίμακας. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στους μηχανικούς να οργανώνουν μοτίβα σε ένα υπόστρωμα για να κάνουν συσκευές στερεάς κατάστασης για αποθήκευση δεδομένων, λογική, αισθητήρες και άλλες λειτουργίες. Μια κοινή μέθοδος που ονομάζεται οπτική λιθογραφία είναι το βιομηχανικό πρότυπο, λέει ο Ross, αλλά είναι αποτελεσματικό μόνο για μια κλίμακα περίπου 25 nanometers και άνω. Η μικρότερη νανολιθογραφία μπορεί να γίνει με μια διαδικασία που ονομάζεται λιθογραφία δέσμης ηλεκτρονίων, αλλά ο Ross χαρακτηρίζει αυτή τη μέθοδο τόσο βραδεία όσο και σχετικά δαπανηρή. Αντ 'αυτού, ο Ross εξετάζει την αυτοσυναρμολόγηση των πολυμερών υλικών νανοκλίμακας, τα οποία είπε ότι μπορεί να είναι αποτελεσματικά εντός της περιοχής των 10 νανομέτρων και μπορεί να γίνει ο καλύτερος νέος τρόπος για να κατασκευαστούν αυτές οι μικροσκοπικές συσκευές.
Μεγάλο Μέλλον
Ενώ είναι σαφές ότι οι εφαρμογές νανοτεχνολογίας έχουν μεγάλες δυνατότητες για τον τομέα της πληροφορικής και πέραν αυτής, η ασφάλεια αυτών των προσεγγίσεων εξακολουθεί να είναι στον αέρα. Πολλοί ειδικοί υποστηρίζουν ότι η νανοτεχνολογία είναι ένας ασφαλής και ελεγχόμενος τρόπος για να καινοτομήσει, αλλά οι εκθέσεις δείχνουν ότι ο FDA εξετάζει ισχυρισμούς ότι η νανοτεχνολογία σε ορισμένα καταναλωτικά προϊόντα μπορεί να δημιουργήσει σοβαρούς κινδύνους για την υγεία.
No Bugs, No Stress - Ο οδηγός σας βήμα προς βήμα για τη δημιουργία λογισμικού που αλλάζει τη ζωή χωρίς να καταστρέφει τη ζωή σας
Δεν μπορείτε να βελτιώσετε τις δεξιότητες προγραμματισμού σας όταν κανείς δεν ενδιαφέρεται για την ποιότητα του λογισμικού.
Τελικά, η σημερινή χρήση της νανοτεχνολογίας δείχνει ότι, ενώ οι επιστήμονες συνεχίζουν να διερευνούν πιθανά αποτελέσματα, γνωρίζουμε πολύ περισσότερα για αυτό το είδος επιστήμης από ό, τι κάναμε πριν από 10 χρόνια.
Και θυμηθείτε: Ο κόσμος κάποτε ήταν σε μεγάλο βαθμό τρομοκρατημένος από την αόρατη δύναμη του ηλεκτρισμού. Από τότε συνηθίσαμε να το έχουμε όλοι γύρω μας - ακόμα και μέσα σε μας. Το ίδιο ισχύει και για τη νανοτεχνολογία. Το γεγονός ότι τόσο μικροσκοπικό είναι γιατί μας αφορά, αλλά και αυτό που του δίνει τόσο μεγάλες δυνατότητες.