नैनो टेक्नोलॉजी में टॉप डाउन बनाम बॉटम अप अप्रोच
नैनोटेक्नोलॉजी नैनोमीटर (मीटर का एक अरबवां) पैमाने पर डिजाइन, विकास या हेरफेर कर रही है। व्यवहार करने वाली वस्तु का आकार सौ नैनोमीटर से कम होना चाहिए, कम से कम एक आयाम में जिसे नैनो तकनीक कहा जा सकता है। नैनो टेक्नोलॉजी में दो डिज़ाइन दृष्टिकोण हैं जिन्हें टॉप-डाउन और बॉटम-अप के रूप में जाना जाता है। दोनों दृष्टिकोण विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में उपयोगी हैं।
ऊपर से नीचे का दृष्टिकोण
टॉप-डाउन अप्रोच में नैनो-स्केल ऑब्जेक्ट्स को आकार में बड़ी वस्तुओं को प्रोसेस करके बनाया जाता है। इंटीग्रेटेड सर्किट फैब्रिकेशन टॉप डाउन नैनो टेक्नोलॉजी का एक उदाहरण है।अब इसे नैनो इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एनईएमएस) बनाने के स्तर तक बढ़ा दिया गया है, जहां छोटे यांत्रिक घटकों जैसे लीवर, स्प्रिंग्स और फ्लुइड चैनल के साथ-साथ इलेक्ट्रॉनिक सर्किट एक छोटी चिप में एम्बेडेड होते हैं। इन फैब्रिकेशन में शुरुआती सामग्री सिलिकॉन क्रिस्टल जैसी अपेक्षाकृत बड़ी संरचनाएं हैं। लिथोग्राफी वह तकनीक है जिसने ऐसे छोटे चिप्स बनाने में सक्षम बनाया है और उनमें से कई प्रकार हैं जैसे फोटो, इलेक्ट्रॉन बीम और आयन बीम लिथोग्राफी।
कुछ अनुप्रयोगों में अधिक प्रतिक्रियाशीलता के लिए सतह क्षेत्र को वॉल्यूम पहलू अनुपात में बढ़ाने के लिए बड़े पैमाने पर सामग्री को नैनोमीटर पैमाने पर पीस दिया जाता है। नैनो गोल्ड, नैनो सिल्वर और नैनो टाइटेनियम डाइऑक्साइड ऐसे नैनो पदार्थ हैं जिनका उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है। आर्क ओवन में ग्रेफाइट का उपयोग करके कार्बन नैनोट्यूब निर्माण प्रक्रिया टॉप-डाउन दृष्टिकोण नैनो तकनीक के लिए एक और उदाहरण है।
नीचे-ऊपर दृष्टिकोण
नैनो टेक्नोलॉजी में बॉटम-अप अप्रोच परमाणुओं और अणुओं जैसे छोटे बिल्डिंग ब्लॉक्स से बड़े नैनोस्ट्रक्चर बना रहा है।सेल्फ असेंबली जिसमें वांछित नैनो संरचनाएं बिना किसी बाहरी हेरफेर के स्वयं असेंबल की जाती हैं। जब नैनोफाइब्रिकेशन में ऑब्जेक्ट का आकार छोटा होता जा रहा है, तो बॉटम-अप अप्रोच टॉप-डाउन तकनीकों का एक महत्वपूर्ण पूरक है।
नीचे से ऊपर का दृष्टिकोण नैनो तकनीक को प्रकृति से पाया जा सकता है, जहां जैविक प्रणालियों ने जीवन के लिए आवश्यक कोशिकाओं के लिए संरचना बनाने के लिए रासायनिक बलों का शोषण किया है। वैज्ञानिक और इंजीनियर प्रकृति के इस गुण का अनुकरण करने के लिए विशिष्ट परमाणुओं के छोटे समूहों का निर्माण करने के लिए अनुसंधान करते हैं, जो तब अधिक जटिल संरचनाओं में स्वयं को इकट्ठा कर सकते हैं। धातु उत्प्रेरित पोलीमराइज़ेशन विधि का उपयोग करके कार्बन नैनोट्यूब का निर्माण बॉटम-अप दृष्टिकोण नैनोटेक्नोलॉजी के लिए एक अच्छा उदाहरण है।
आणविक मशीन और निर्माण, 1987 में एरिक ड्रेक्सलर द्वारा अपनी पुस्तक इंजन ऑफ क्रिएशन में पेश की गई बॉटम-अप नैनोटेक्नोलॉजी की एक अवधारणा है। इसने प्रारंभिक विचार दिए हैं कि जटिल आणविक संरचनाओं के निर्माण के लिए नैनो-स्केल मैकेनिकल सिस्टम का उपयोग कैसे किया जा सकता है।.
नैनो टेक्नोलॉजी में टॉप-डाउन और बॉटम-अप अप्रोच में अंतर
1. मैन्युफैक्चरिंग प्रोसेस टॉप-डाउन एप्रोच में बड़े स्ट्रक्चर से शुरू होता है जहां बिल्डिंग ब्लॉक्स बॉटम-अप अप्रोच में अंतिम डिजाइन से छोटे होते हैं
2. बॉटम-अप मैन्युफैक्चरिंग सही सतहों और किनारों के साथ संरचनाओं का उत्पादन कर सकता है (झुर्रीदार नहीं और इसमें कैविटी आदि नहीं होते हैं) हालांकि टॉप-डाउन मैन्युफैक्चरिंग के परिणामस्वरूप सतह और किनारे सही नहीं हैं क्योंकि वे झुर्रीदार या गुहा युक्त हैं।
3. बॉटम-अप अप्रोच मैन्युफैक्चरिंग टेक्नोलॉजी टॉप-डाउन मैन्युफैक्चरिंग की तुलना में नई हैं और कुछ अनुप्रयोगों (उदाहरण: ट्रांजिस्टर) में इसके लिए एक विकल्प होने की उम्मीद है।
4. बॉटम-अप अप्रोच उत्पादों में उच्च परिशुद्धता सटीकता (सामग्री आयामों पर अधिक नियंत्रण) होती है और इसलिए टॉप-डाउन दृष्टिकोण की तुलना में छोटी संरचनाओं का निर्माण कर सकते हैं।
5. टॉप-डाउन दृष्टिकोण में एक निश्चित मात्रा में बर्बाद सामग्री होती है क्योंकि कुछ हिस्सों को मूल संरचना से हटा दिया जाता है, नीचे-ऊपर दृष्टिकोण के विपरीत जहां कोई भौतिक भाग हटाया नहीं जाता है।
