Վերևից ներքև ընդդեմ ներքևից վեր մոտեցում Նանոտեխնոլոգիայում
Նանոտեխնոլոգիան նախագծում, զարգացնում կամ մանիպուլյացիա է անում նանոմետրի (միլիարդերորդական մետրի) մասշտաբով: Գործող օբյեկտի չափը պետք է լինի հարյուր նանոմետրից պակաս առնվազն մեկ հարթության մեջ, որպեսզի ինչ-որ բան անվանվի նանոտեխնոլոգիա: Նանոտեխնոլոգիայի նախագծման երկու մոտեցում կա, որոնք հայտնի են վերևից վար և ներքևից վերև: Երկու մոտեցումներն էլ օգտակար են տարբեր տեսակի հավելվածներում:
Վերևից ներքև մոտեցում
Վերևից ներքև մոտեցման դեպքում նանո մասշտաբի առարկաները ստեղծվում են չափերով ավելի մեծ առարկաների մշակմամբ: Ինտեգրված սխեմաների արտադրությունը օրինակ է վերից վար նանոտեխնոլոգիայի համար:Այժմ այն հասցվել է նանո էլեկտրամեխանիկական համակարգերի (NEMS) պատրաստման մակարդակին, որտեղ փոքր մեխանիկական բաղադրիչները, ինչպիսիք են լծակները, աղբյուրները և հեղուկի ալիքները, էլեկտրոնային սխեմաների հետ միասին, տեղադրվում են փոքրիկ չիպի մեջ: Այս արտադրությունների սկզբնական նյութերը համեմատաբար մեծ կառուցվածքներ են, ինչպիսիք են սիլիցիումի բյուրեղները: Լիտոգրաֆիան այն տեխնոլոգիան է, որը հնարավորություն է տվել ստեղծել նման փոքրիկ չիպեր, և կան դրանց բազմաթիվ տեսակներ, ինչպիսիք են լուսանկարը, էլեկտրոնային ճառագայթը և իոնային ճառագայթով լիտոգրաֆիան:
Որոշ կիրառություններում ավելի մեծ մասշտաբով նյութերը մանրացվում են մինչև նանոմետրի սանդղակը, որպեսզի մեծացնեն մակերեսի և ծավալի հարաբերակցությունը ավելի մեծ ռեակտիվության համար: Նանոոսկին, նանո արծաթը և նանոտիտան երկօքսիդը նման նանո նյութեր են, որոնք օգտագործվում են տարբեր կիրառություններում: Ածխածնային նանոխողովակների արտադրության գործընթացը, օգտագործելով գրաֆիտ աղեղային վառարանում, ևս մեկ օրինակ է վերևից վար մոտեցման նանոտեխնոլոգիայի համար:
Ներքևից վեր մոտեցում
Նանոտեխնոլոգիայի ներքևից վեր մոտեցումը ավելի մեծ նանոկառուցվածքներ է ստեղծում ավելի փոքր շինանյութերից, ինչպիսիք են ատոմները և մոլեկուլները:Ինքնահավաք, որտեղ ցանկալի նանո կառուցվածքները հավաքվում են ինքնուրույն՝ առանց որևէ արտաքին մանիպուլյացիայի: Երբ նանոմշակման ժամանակ օբյեկտի չափը փոքրանում է, ներքևից վեր մոտեցումը դառնում է ավելի կարևոր լրացում վերևից վար տեխնիկայի համար:
Նանոտեխնոլոգիան ներքևից վեր կարելի է գտնել բնությունից, որտեղ կենսաբանական համակարգերն օգտագործել են քիմիական ուժերը՝ կյանքի համար անհրաժեշտ բջիջների կառուցվածքներ ստեղծելու համար: Գիտնականներն ու ինժեներները հետազոտություններ են կատարում՝ ընդօրինակելու բնության այս որակը՝ արտադրելով հատուկ ատոմների փոքր կլաստերներ, որոնք կարող են ինքնուրույն հավաքվել ավելի բարդ կառուցվածքների մեջ: Մետաղական կատալիզացված պոլիմերացման մեթոդով ածխածնային նանոխողովակների արտադրությունը լավ օրինակ է ներքևից վեր մոտեցման նանոտեխնոլոգիայի համար:
Մոլեկուլային մեքենաները և արտադրությունը ներքևից վեր նանոտեխնոլոգիայի հայեցակարգ է, որը ներկայացվել է Էրիկ Դրեքսլերի կողմից 1987 թվականին իր «Արարման շարժիչներ» գրքում: Այն տվել է վաղ տեսակետներ, թե ինչպես կարող են օգտագործվել նանո մասշտաբի մեխանիկական համակարգերը բարդ մոլեկուլային կառուցվածքներ կառուցելու համար:.
Տարբերությունը նանոտեխնոլոգիայի վերևից ներքև և ներքևից վեր մոտեցման միջև
1. Արտադրության գործընթացը սկսվում է ավելի մեծ կառույցներից՝ վերևից ներքև մոտեցմամբ, որտեղ մեկնարկային շինարարական բլոկները ավելի փոքր են, քան վերջնական դիզայնը ներքևից վեր մոտեցման դեպքում
2. Ներքևից վեր արտադրությունը կարող է արտադրել կառուցվածքներ կատարյալ մակերեսներով և եզրերով (ոչ կնճռոտ և չի պարունակում խոռոչներ և այլն), չնայած վերևից ներքև արտադրության արդյունքում ստացված մակերեսներն ու եզրերը կատարյալ չեն, քանի որ դրանք կնճռոտ են կամ պարունակող խոռոչներ:
3. Ներքևից վեր մոտեցման արտադրության տեխնոլոգիաները ավելի նոր են, քան վերևից ներքև արտադրությունը և ակնկալվում է, որ դրա այլընտրանքը կլինեն որոշ կիրառություններում (օրինակ՝ տրանզիստորներ):
4. Ներքևից վերև մոտեցման արտադրանքներն ունեն ավելի բարձր ճշգրտություն (ավելի շատ վերահսկողություն նյութի չափսերի նկատմամբ) և, հետևաբար, կարող են արտադրել ավելի փոքր կառուցվածքներ՝ համեմատած վերևից ներքև մոտեցման հետ:
5. Վերևից ներքև մոտեցման դեպքում կա որոշակի քանակությամբ վատնված նյութ, քանի որ որոշ մասեր հեռացվում են սկզբնական կառուցվածքից, ի տարբերություն ներքևից վեր մոտեցման, որտեղ նյութական մաս չի հեռացվում:
