Mesin Nano

Mesin nano adalah perangkat yang memiliki ukuran mulai dari perangkat MEMS terkecil hingga perangkat yang dirakit dari molekul individu. Bagian ini secara singkat memperkenalkan sumber energi, hierarki struktural, dan proyeksi masa depan perakitan mesin nano. Dibangun dari komponen molekuler yang menjalankan fungsi mekanis individual, kandidat sumber energi untuk menggerakkan mesin nano terbatas pada yang bekerja pada skala molekul. Mengenai manufaktur, perakitan mesin nano pada dasarnya adalah operasi satu-molekul-pada-waktu. Meskipun teknik mikroskopi saat ini digunakan untuk perakitan struktur nano, perakitan mandiri dipandang sebagai sarana yang layak untuk produksi massal. Dalam perangkat molekuler sejumlah diskrit komponen molekul digabungkan menjadi struktur supramolekul di mana masing-masing komponen molekul diskrit melakukan fungsi tunggal.

Tindakan gabungan dari masing-masing molekul ini menyebabkan perangkat beroperasi dan menjalankan berbagai fungsinya. Perangkat molekuler membutuhkan sumber energi untuk beroperasi. Energi ini harus benar-benar digunakan untuk mengaktifkan molekul komponen dalam perangkat, sehingga energi tersebut harus bersifat kimiawi. Energi kimia dapat diperoleh dengan menambahkan ion hidrogen, oksidan, dll., Dengan menginduksi reaksi kimia oleh pelampiasan cahaya, atau dengan aksi arus listrik. Dua cara terakhir dari aktivasi energi, sumber energi fotookimia dan elektrokimia, lebih disukai karena mereka tidak hanya menyediakan energi untuk pengoperasian perangkat, tetapi mereka juga dapat digunakan untuk mencari dan mengontrol perangkat.

Selain itu, transduksi energi tersebut dapat digunakan untuk mengirimkan data untuk melaporkan kinerja dan status perangkat. Alasan lain untuk preferensi untuk perangkat molekuler berbasis fotokimia dan elektrokimia adalah bahwa, karena perangkat ini diharuskan untuk beroperasi secara siklik, reaksi kimia yang menggerakkan sistem harus dapat dibalik. Karena proses fotookimia dan elektrokimia tidak mengarah pada akumulasi produk reaksi, mereka dapat dengan mudah meminjamkan diri untuk aplikasi dalam nanodevices. Perangkat molekuler baru-baru ini dirancang yang mampu bergerak dan mengontrol dengan metode fotokimia. Satu perangkat adalah sistem colokan dan soket molekuler, dan yang lainnya adalah sistem silinder-piston. Konstruksi perangkat supramolekul seperti milik bidang kimiawan yang mahir memanipulasi molekul. Ketika seseorang naik dalam ukuran ke tingkat berikutnya dari mesin nano, seseorang tiba di perangkat yang dirakit dari (atau dengan) nanotube karbon berdinding tunggal (SWNTs) dan / atau nanotube karbon multi-dinding (MWNTs) yang berdiameter beberapa nanometer. . Kami akan membatasi diskusi kami untuk nanotube karbon (CNT) meskipun ada basis data yang diperluas pada nanotube yang dibuat dari bahan lain, terutama bismut.

Kekuatan dan keserbagunaan CNT membuatnya menjadi alat yang unggul untuk insinyur desain mesin nano. Mereka memiliki konduktivitas listrik yang tinggi dengan daya dukung saat ini dari satu miliar ampere per sentimeter persegi. Mereka adalah penghasil medan yang sangat baik pada voltase operasi rendah. Selain itu, CNT memancarkan cahaya secara koheren dan ini menyediakan area aplikasi holografik yang sama sekali baru. Modulus elastisitas CNT adalah yang tertinggi dari semua bahan yang dikenal saat ini. Sifat-sifat listrik ini dan kekuatan mekanisnya yang sangat tinggi menjadikan MWNT sebagai ujung utama alat uji kekuatan atom. CNT memiliki potensi untuk digunakan sebagai perangkat perakitan molekul yang efisien untuk membuat mesin nano satu atom pada satu waktu.

One thought on “Mesin Nano

Leave a Reply

Your email address will not be published.