L'évolution de la nanotechnologie

La nanotechnologie a été autour comme une branche de la science reconnue pour seulement une cinquantaine d'années, il est donc un bébé par rapport à la physique ou de la biologie. Si vous vous souvenez science de lycée, vous savez quelque chose sur les atomes, de sorte que peut être notre point de départ pour expliquer l'évolution de la nanotechnologie.

Modèle simple pour la structure de l'atome.
Modèle simple pour la structure de l'atome.

Le mot atome vient du mot grec pour indivisible, atomos. La bombe atomique a démontré que les atomes peuvent en effet être divisés, mais le chemin du retour en 450 avant JC ils étaient parfaitement au courant de ces possibilités.

En 1803, John Dalton a découvert que des éléments tels que l'eau sont en fait des collections d'atomes. Ces collections, appelées molécules, ont des caractéristiques différentes des atomes séparés (penser à deux atomes d'hydrogène se combinant avec un atome d'oxygène et le résultat humide de H2O).

Aujourd'hui, nous reconnaissons que certains de théorie originale de Dalton de l'atome ne tient pas debout. Pourtant, les concepts les plus importants, que les réactions chimiques impliquent l'assemblage et la séparation des atomes et que les atomes ont des propriétés uniques, sont la base de la science physique d'aujourd'hui.

L'idée que les atomes se combinent pour former des molécules telles que l'eau est la clé de la chimie, de la biologie et de la nanotechnologie. Le travail de Dalton et de nombreux autres scientifiques a permis aux chimistes de développer des matériaux utiles, tels que les plastiques, ainsi que des matériaux destructrices, telles que des explosifs.

Tous les matériaux en vrac sont constituées d'atomes, il était donc nécessaire de comprendre d'abord atomes d'apprendre à faire de nouveaux matériaux. Les scientifiques pourraient tirer des conclusions sur atomes basés sur les propriétés des matériaux qu'ils produisent, même si ils ne pouvaient pas voir à l'intérieur d'un atome.

Un point important à souligner est que personne n'a jamais vu la structure de l'atome. Même microscopes les plus sophistiqués d'aujourd'hui ne révèlent pas les détails d'atomes, juste des images floues des orbes minuscules. Toutes les informations sur la structure des atomes est basée sur des preuves empiriques.

Les scientifiques ont déterminé que chaque type d'atome absorbé différentes fréquences de la lumière et ensuite utilisé ces différences pour faire un modèle de la structure des électrons autour du noyau de chaque atome. D'autres scientifiques ont bombardé atomes avec de très petites particules de haute énergie et analysés quel type de particules résultant de collisions avec le noyau atomique à deviner ce qui était à l'intérieur du noyau de chaque type d'atome.


Ensuite, les scientifiques ont fait le calcul et ont développé un modèle de chaque atome en fonction de leurs résultats. La façon dont nous décrivons atomes à nos élèves du secondaire d'aujourd'hui continue d'évoluer comme les physiciens sondent atomes avec des particules d'énergie plus élevés et plus de fournir plus de détails sur les composants du noyau atomique.

Alors, comment toutes ces informations sur les atomes se rapportent à la nanotechnologie? Nanoparticules (particules dont le diamètre, la largeur ou la longueur est comprise entre 1 nanomètre et 100 nanomètres) sont plus grandes que les atomes et, comme les atomes, sont autour de nous tous les jours. Ils sont dégagés par les flammes des bougies, feux de bois, des moteurs diesel, des imprimantes laser, des aspirateurs, et de nombreuses autres sources.

Les scientifiques travaillé avec des nanoparticules pendant des siècles avant que ces particules avaient un nom. Mais contrairement à atomes - et cela est une grande différence - nous pouvons maintenant voir la structure de nanoparticules. Cette percée est venue il ya quelques décennies, avec l'avènement des microscopes électroniques.

Structure de certaines nanoparticules clés (telles que la molécule d'ADN en bas à gauche) et dans leur taille
Structure de certaines nanoparticules clés (telles que la molécule d'ADN en bas à gauche) et leur taille par rapport à d'autres matériaux.

Grâce à notre compréhension de la théorie atomique et la capacité de voir les choses à l'échelle nanométrique, nous avons maintenant les connaissances en place qui nous permet de manipuler la matière comme jamais auparavant possible.


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