நானோ தொழில்நுட்பம் என்றால் என்ன: வகைகள் மற்றும் அதன் பயன்கள்

நம்மைச் சுற்றியுள்ள அனைத்து விஷயங்களும் அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளால் ஆனவை. ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளின் நடத்தை புரிந்து கொள்ள குவாண்டம் அணுக்களின் பண்புகள் தேடப்படுகின்றன. ஆனால் ஆராய்ச்சியின் வருகையுடன், மூலக்கூறு அளவை விட சிறியதாக ஒரு அளவு உள்ளது என்று கண்டறியப்பட்டது. நானோ அளவுகோல் தான் ஒரு மீட்டரின் பில்லியனில் ஒரு பகுதியை அளவிடும். ஒரு பொருளின் அணு 0.1nm அளவிடும். அணுக்கள் விஷயத்தின் கட்டுமான தொகுதிகள் என்பதால், நானோ அளவிலான ஒருவர் இந்த அணுக்களை ஒன்றாக இணைத்து புதிய பொருட்களை உருவாக்க முடியும். இந்த நானோ அளவிலான உறுப்புகளின் பண்புகளை உள்ளடக்கிய ஆய்வு மற்றும் கண்டுபிடிப்புகளைச் சுற்றியுள்ள அனைத்து ஆராய்ச்சிகளும் நானோ தொழில்நுட்பம் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

நானோ தொழில்நுட்பம் என்றால் என்ன?

நானோ என்ற சொல் ஒரு மீட்டரின் பில்லியனில் ஒரு பகுதியைக் குறிக்கிறது. இது ஒளியின் அலைநீளத்தை விட சிறியது. நானோ தொழில்நுட்பம் என்பது நானோ அளவிலான மட்டத்தில் கையாளுதலுடன் தொடர்புடைய அனைத்து ஆராய்ச்சிகளையும் குறிக்கிறது. நானோ அளவிலான பொருளின் குவாண்டம் பண்புகள் அணு அளவிலிருந்து வேறுபடுகின்றன என்பது கண்டறியப்பட்டது. எனவே, நானோ தொழில்நுட்பத்துடன் தொடர்புடைய ஆராய்ச்சி மிகவும் விரிவானது, இதில் கரிம வேதியியல், மூலக்கூறு உயிரியல், மேற்பரப்பு அறிவியல், ஆற்றல் சேமிப்பு, மூலக்கூறு பொறியியல், குறைக்கடத்தி இயற்பியல் மற்றும் மைக்ரோ ஃபேப்ரிகேஷன்.

அடிப்படைகள்

அணுக்கள் ஒன்றாக அமைக்கப்பட்டிருக்கும் அடிப்படை கட்டமாக இருப்பதால், பொருளின் நானோ அளவிலான ஆராய்ச்சி கவர்ச்சிகரமானதாக இருக்கிறது. எனவே, இந்த அளவில் பொருளைக் கையாளுவதன் மூலம் ஒருவர் பல வகையான பொருட்களை உருவாக்க முடியும். நானோஸ்கேல் 1-100nm வரை இருக்கும். இது மைக்ரோஸ்கேலை விட சிறியது மற்றும் அணு அளவை விட பெரியது. இந்த தொழில்நுட்பத்தைச் சுற்றியுள்ள ஆராய்ச்சி விஷயத்தின் பல்வேறு பண்புகளை உள்ளடக்கியுள்ளதால், பல அறிவியல்களில் வலுவான பின்னணி இருப்பது முக்கியம்.

நானோ தொழில்நுட்பம்

நானோ அளவிலான அளவில், பொருளின் குவாண்டம் இயக்கவியலின் விதிகள் அதன் அணு மட்டத்திலிருந்து மிகவும் வேறுபட்டவை. எடுத்துக்காட்டாக, மூலக்கூறு வடிவத்தில் ஒரு இன்சுலேட்டராக செயல்படும் ஒரு பொருள் a ஆக செயல்படலாம் குறைக்கடத்தி நானோ அளவிலான முறிவு போது. இந்த மட்டத்தில், மேற்பரப்பு பரப்பளவு அதிகரிப்பதன் காரணமாக பொருட்களின் உருகும் இடமும் மாறக்கூடும். நானோ தொழில்நுட்பத்தைச் சுற்றியுள்ள அனைத்து ஆராய்ச்சிகளும் இன்று நானோ அளவிலான இந்த பண்புகளை ஆய்வு செய்வதையும் புதிய பயன்பாடுகளுக்கு அவற்றை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பதை அறிந்து கொள்வதையும் உள்ளடக்கியது.

இன்று நானோ தொழில்நுட்பம் என்பது உயர் செயல்திறன் கொண்ட தயாரிப்புகளை உருவாக்குவதற்கு, இன்று கிடைக்கும் கருவிகள் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி கீழிருந்து பொருட்களை உருவாக்கும் அறிவியலையும் குறிக்கிறது.

நானோ தொழில்நுட்ப வகைகள்

நானோ தொழில்நுட்பம் நானோ அளவிலான பொருளைப் படிப்பதைப் போல, இந்த அளவிலான அறிவியல் நானோ தொழில்நுட்பத்தின் கீழ் வருகிறது. உயர் செயல்திறனை உருவாக்குவதற்கான பொருளைக் கையாளுவதைக் கையாளும் அறிவியல் திரிதடையம் மற்றும் நுண்செயலிகள் நானோ பொறியியல் என அழைக்கப்படுகிறது. மருந்து தயாரிப்புகளை உற்பத்தி செய்ய நானோ தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்படும்போது அது நானோமெடிசின் என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் எனப்படும் மின்னணு சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கு நானோ தொழில்நுட்பம் அதிகம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

நானோ தொழில்நுட்பம் இரண்டு வகையான அணுகுமுறைகளைக் கொண்டுள்ளது- கீழ்-அப் அணுகுமுறை மற்றும் டாப்-டவ் அணுகுமுறை. கீழ்நிலை அணுகுமுறையில், பெரிய கூறுகளை நோக்கி நகரும் சிறிய கூறுகளிலிருந்து பொருட்கள் உருவாகின்றன. மேல்-கீழ் அணுகுமுறையில், நானோ பொருட்கள் பெரிய நிறுவனங்களிலிருந்து உருவாகின்றன.

பல ஆண்டுகளாக நானோ தொழில்நுட்பம் நானோ மெக்கானிக்ஸ், நானோபோடோனிக்ஸ் மற்றும் நானோயோனிக்ஸ் ஆகியவையும் நானோ தொழில்நுட்பத்திற்கான அடிப்படை அறிவியல் அடித்தளத்தை வழங்குகிறது.

நானோ தொழில்நுட்பத்தின் பயன்கள்

மொத்த பயன்பாடுகளுக்கு நானோ அளவிலான பொருட்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நானோபில்லர்கள் உருவாகின்றன, அவை சூரிய மின்கலங்களில் அவற்றின் உற்பத்தி செலவைக் குறைக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நானோ தொழில்நுட்பம் உயிரியல் மருத்துவத் துறையில் பெரும் பங்களிப்பைச் செய்துள்ளது. திசு பொறியியல், மருந்து விநியோகம் மற்றும் பயோசென்சர்கள் போன்ற பயன்பாடுகள் உருவாகின்றன.

செயற்கை டி.என்.ஏவின் கட்டமைப்பிலும் பிற நியூக்ளிக் அமிலங்களின் ஆய்விலும் நானோ தொழில்நுட்பம் உதவியது. பொருட்களின் தொகுப்பில், இந்த தொழில்நுட்பம் நன்கு வடிவமைக்கப்பட்ட மூலக்கூறுகளை வடிவமைக்க உதவியது. நானோலிதோகிராபி, அணு அடுக்கு படிவு போன்ற புதிய புனையமைப்பு நுட்பங்கள் உருவாக்கப்பட்டன.

நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள்

இந்த துறையின் வளர்ச்சி பல்வேறு புதிய அறிவியல்களின் பரிணாமத்திற்கு உதவியுள்ளது. நானோ தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, பொருட்களின் பண்புகளை நமது தேவைக்கேற்ப கையாளலாம். பொருட்கள் அதிக நீடித்த, நிலையான, வலுவான, இலகுவான, அதிக எதிர்வினை, சிறந்த மின் கடத்திகள் போன்றவற்றை உருவாக்க முடியும்.

நானோ தொழில்நுட்பம் சம்பந்தப்பட்ட தீமைகள் பொதுவாக புதிய தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன் நிகழ்கின்றன. சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளில் நானோ தொழில்நுட்பத்தின் விளைவு மிகவும் அஞ்சப்படுகிறது. உலகப் பொருளாதாரத்தில் இந்த தொழில்நுட்பத்தின் தாக்கமும் கவலைக்குரியது.

இந்த துறையில் எதிர்கால ஆராய்ச்சி நானோரோபாட்டிக்ஸ் மற்றும் மருந்துகளில் அதன் பயன்பாடுகளின் வளர்ச்சியை உள்ளடக்கியது. எதிர்கால வணிக பயன்பாடுகளுக்கு புதிய நானோ உற்பத்தி சாதனங்கள் முன்மொழியப்படுகின்றன. புதிய நானோ பொருட்கள் மற்றும் நானோ அமைப்புகளின் வளர்ச்சிக்கு உதவும் நானோமைன்கள் முன்மொழியப்படுகின்றன. அதன் பண்புகளை எளிதில் மாற்றியமைக்கக்கூடிய மற்றும் வெளிப்புறமாக கட்டுப்படுத்தக்கூடிய விஷயங்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன. பயோடெக்னாலஜி மற்றும் ஃபெம்டோ தொழில்நுட்பம் போன்ற புதிய சொற்கள் இந்த தொழில்நுட்பத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. நானோ பொருட்களின் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் இரண்டு அணுகுமுறைகள் யாவை?