นาโนเทคโนโลยี

นาโนเทคโนโลยียังลงไปnanotechคือการใช้เรื่องบนนั้นอะตอม , โมเลกุลและsupramolecularขนาดเพื่อการอุตสาหกรรม ที่เก่าแก่ที่สุด, คำอธิบายอย่างแพร่หลายของนาโนเทคโนโลยีที่เรียกว่าเป้าหมายของเทคโนโลยีด้านการจัดการได้อย่างแม่นยำอะตอมและโมเลกุลสำหรับการผลิตของผลิตภัณฑ์ macroscale, ตอนนี้ยังเรียกว่านาโนเทคโนโลยีโมเลกุล [1] [2]ต่อมาได้มีการกำหนดคำอธิบายทั่วไปของนาโนเทคโนโลยีโดยNational Nanotechnology Initiativeซึ่งกำหนดนาโนเทคโนโลยีว่าเป็นการจัดการเรื่องที่มีขนาดอย่างน้อยหนึ่งมิติตั้งแต่1ถึง100 นาโนเมตร . คำจำกัดความนี้สะท้อนความจริงที่ว่าผลกระทบเชิงกลของควอนตัมมีความสำคัญในระดับขอบเขตควอนตัมนี้ดังนั้นคำจำกัดความจึงเปลี่ยนจากเป้าหมายทางเทคโนโลยีเฉพาะเป็นหมวดหมู่การวิจัยที่รวมการวิจัยและเทคโนโลยีทุกประเภทที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติพิเศษของสสารที่เกิดขึ้น ต่ำกว่าเกณฑ์ขนาดที่กำหนด ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะเห็นรูปพหูพจน์ "นาโนเทคโนโลยี" เช่นเดียวกับ "เทคโนโลยีระดับนาโน" เพื่ออ้างถึงการวิจัยและการใช้งานที่หลากหลายซึ่งมีลักษณะทั่วไปคือขนาด

นาโนเทคโนโลยีตามที่กำหนดโดยขนาดเป็นธรรมชาติในวงกว้างรวมทั้งสาขาวิทยาศาสตร์เป็นความหลากหลายเป็นวิทยาศาสตร์พื้นผิว , อินทรีย์เคมี , ชีววิทยาระดับโมเลกุล , ฟิสิกส์เซมิคอนดักเตอร์ , การจัดเก็บพลังงาน , [3] [4] วิศวกรรม , [5] ชิ้นงานขนาดเล็ก , [6]และวิศวกรรมโมเลกุล . [7]งานวิจัยที่เกี่ยวข้องและการใช้งานที่มีความหลากหลายอย่างเท่าเทียมกันตั้งแต่ส่วนขยายของธรรมดาฟิสิกส์อุปกรณ์ที่จะสมบูรณ์ใหม่วิธีการขึ้นอยู่กับโมเลกุลตนเองประกอบ , [8]จากการพัฒนาวัสดุใหม่ที่มีขนาดในระดับนาโนเพื่อการควบคุมโดยตรงของเรื่องในอะตอม ขนาด .

นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันมีการอภิปรายในอนาคตผลกระทบของนาโนเทคโนโลยี นาโนเทคโนโลยีอาจจะสามารถสร้างสื่อใหม่ ๆ และอุปกรณ์ที่มีความหลากหลายของการใช้งานเช่นในNanomedicine , nanoelectronics , วัสดุชีวภาพผลิตพลังงานและสินค้าอุปโภคบริโภค บนมืออื่น ๆ , นาโนเทคโนโลยียกหลายปัญหาเช่นเดียวกับเทคโนโลยีใหม่ ๆ รวมทั้งความกังวลเกี่ยวกับความเป็นพิษและผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมของวัสดุนาโน, [9]และผลกระทบที่อาจเกิดกับเศรษฐกิจโลกเช่นเดียวกับการเก็งกำไรเกี่ยวกับต่าง ๆสถานการณ์วันโลกาวินาศ ความกังวลเหล่านี้นำไปสู่การถกเถียงกันระหว่างกลุ่มผู้สนับสนุนและรัฐบาลว่าควรมีข้อบังคับพิเศษเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยีหรือไม่

แนวคิดที่เพาะเมล็ดนาโนเทคโนโลยีถูกกล่าวถึงครั้งแรกในปี 2502 โดยนักฟิสิกส์ชื่อดังRichard FeynmanในคำปราศรัยของเขาThere's Plenty of Room at the Bottomซึ่งเขาอธิบายความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์ผ่านการจัดการอะตอมโดยตรง

การเปรียบเทียบขนาดวัสดุนาโน

คำว่า "นาโนเทคโนโลยี" ถูกใช้ครั้งแรกโดยโนริโอะ ทานิกูจิในปี 1974 แม้ว่าจะไม่เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวาง โดยได้รับแรงบันดาลใจจากแนวคิดของ Feynman K. Eric Drexlerใช้คำว่า "นาโนเทคโนโลยี" ในหนังสือของเขาในปี 1986 Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnologyซึ่งเสนอแนวคิดของ "แอสเซมเบลอร์" ระดับนาโนซึ่งจะสามารถสร้างสำเนาของตัวเองและ ของสิ่งอื่นที่มีความซับซ้อนตามอำเภอใจด้วยการควบคุมปรมาณู นอกจากนี้ในปี 1986 Drexler ยังได้ร่วมก่อตั้งThe Foresight Institute (ซึ่งเขาไม่มีส่วนเกี่ยวข้องอีกต่อไป) เพื่อช่วยเพิ่มการรับรู้และความเข้าใจของสาธารณชนเกี่ยวกับแนวคิดและนัยของนาโนเทคโนโลยี

การเกิดขึ้นของนาโนเทคโนโลยีในฐานะสาขาหนึ่งในช่วงทศวรรษ 1980 เกิดขึ้นจากการบรรจบกันของงานเชิงทฤษฎีและงานสาธารณะของ Drexler ซึ่งพัฒนาและเผยแพร่กรอบแนวคิดสำหรับนาโนเทคโนโลยี และความก้าวหน้าทางการทดลองที่มองเห็นได้ชัดเจนซึ่งดึงความสนใจในวงกว้างเพิ่มเติมเกี่ยวกับเป้าหมายของการควบคุมอะตอมของ เรื่อง. ในช่วงทศวรรษ 1980 ความก้าวหน้าครั้งสำคัญสองประการได้จุดประกายการเติบโตของนาโนเทคโนโลยีในยุคปัจจุบัน ประการแรก การประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดในอุโมงค์ในปี 1981 ซึ่งให้การมองเห็นอะตอมและพันธะแต่ละตัวอย่างที่ไม่เคยปรากฏมาก่อน และถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการจัดการอะตอมแต่ละตัวในปี 1989 ผู้พัฒนากล้องจุลทรรศน์Gerd BinnigและHeinrich Rohrerที่ห้องปฏิบัติการวิจัย IBM Zurichได้รับรางวัลโนเบลใน ฟิสิกส์ในปี 1986 [10] [11] Binnig, Quateและ Gerber ยังได้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์กำลังอะตอมที่คล้ายคลึงกันในปีนั้น

Buckminsterfullerene C 60ยังเป็นที่รู้จักในฐานะ บัคกี้บอลเป็นสมาชิกตัวแทนของ โครงสร้างคาร์บอนที่รู้จักกันเป็น ฟูลเลอรี สมาชิกของตระกูลฟูลเลอรีนเป็นหัวข้อหลักของการวิจัยภายใต้ร่มนาโนเทคโนโลยี

ประการที่สองฟูลเลอรีที่ถูกค้นพบในปี 1985 โดยแฮร์รี่ Kroto , ริชาร์ดสมอลและโรเบิร์ต Curlใครกันได้รับรางวัล 1996 รางวัลโนเบลสาขาเคมี [12] [13] C 60ไม่ได้ถูกอธิบายว่าเป็นนาโนเทคโนโลยีในขั้นต้น คำนี้ใช้เกี่ยวกับการทำงานที่ตามมากับหลอดกราฟีนที่เกี่ยวข้อง(เรียกว่าท่อนาโนคาร์บอนและบางครั้งเรียกว่าท่อบัคกี้) ซึ่งแนะนำการใช้งานที่มีศักยภาพสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ระดับนาโน การค้นพบท่อนาโนคาร์บอนส่วนใหญ่มาจากSumio Iijimaแห่งNECในปี 1991 [14]ซึ่ง Iijima ได้รับรางวัลKavli Prize สาขา Nanoscience ในปี 2008

nanolayer ฐานแยกโลหะเซมิคอนดักเตอร์ (M-S ชุม) ทรานซิสเตอร์แรกถูกเสนอโดย A. โรสในปี 1960 และประดิษฐ์โดยแอล Geppert, โมฮาเหม็ Atallaและดาวอนคาห์งในปี ค.ศ. 1962 [15]ทศวรรษต่อมาความก้าวหน้าในหลายเทคโนโลยีเกทช่วยให้สามารถปรับขนาดของอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์ภาคสนามของโลหะออกไซด์–เซมิคอนดักเตอร์ (MOSFET) ได้จนถึงระดับนาโนที่เล็กกว่าความยาวเกท20 นาโนเมตรเริ่มต้นด้วยFinFET (ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ฟิลด์ครีบ) สามมิติที่ไม่ใช่ -ระนาบ MOSFET สองประตู ที่UC Berkeleyทีมนักวิจัย ได้แก่ Digh Hisamoto, Chenming Hu , Tsu-Jae King Liu , Jeffrey Bokor และคนอื่นๆ ประดิษฐ์อุปกรณ์ FinFET ขึ้นเป็นกระบวนการ17  นาโนเมตรในปี 2541 จากนั้น15  นาโนเมตรในปี 2544 และ10  นาโนเมตรในปี 2545 [16]

ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 พื้นที่ดังกล่าวได้รับความสนใจทางวิทยาศาสตร์ การเมือง และการค้าเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่ความขัดแย้งและความก้าวหน้า เกิดการโต้เถียงกันเกี่ยวกับคำจำกัดความและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นของนาโนเทคโนโลยี ยกตัวอย่างจากรายงานนาโนเทคโนโลยีของRoyal Society [17]ความท้าทายถูกหยิบยกขึ้นมาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการใช้งานที่จินตนาการโดยผู้สนับสนุนด้านนาโนเทคโนโลยีระดับโมเลกุล ซึ่งนำไปสู่การอภิปรายสาธารณะระหว่าง Drexler และ Smalley ในปี 2544 และ 2546 [18]

ในขณะเดียวกัน การค้าผลิตภัณฑ์โดยอาศัยความก้าวหน้าในเทคโนโลยีระดับนาโนก็เริ่มเกิดขึ้น ผลิตภัณฑ์เหล่านี้จำกัดการใช้วัสดุนาโนจำนวนมากและไม่เกี่ยวข้องกับการควบคุมอะตอมของสสาร ตัวอย่างบางส่วน ได้แก่แพลตฟอร์มซิลเวอร์นาโนสำหรับการใช้อนุภาคนาโนเงินเป็นสารต้านแบคทีเรียครีมกันแดดแบบโปร่งใสที่มีอนุภาคนาโน การเสริมความแข็งแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์โดยใช้อนุภาคนาโนซิลิกา และท่อนาโนคาร์บอนสำหรับสิ่งทอที่ทนต่อรอยเปื้อน [19] [20]

รัฐบาลต่างๆ ย้ายไปส่งเสริมและให้ทุนสนับสนุนการวิจัยด้านนาโนเทคโนโลยี เช่น ในสหรัฐอเมริกาด้วยNational Nanotechnology Initiativeซึ่งกำหนดนิยามตามขนาดของนาโนเทคโนโลยีให้เป็นทางการ และจัดตั้งกองทุนเพื่อการวิจัยเกี่ยวกับระดับนาโน และในยุโรปผ่าน European Framework Programs for Research and การพัฒนาเทคโนโลยี .

ในช่วงกลางปี ​​​​2000 ความสนใจทางวิทยาศาสตร์ใหม่และจริงจังเริ่มเฟื่องฟู โครงการต่างๆ ได้เกิดขึ้นเพื่อผลิตแผนงานนาโนเทคโนโลยี[21] [22]ซึ่งเน้นที่การจัดการเรื่องที่แม่นยำของอะตอมและหารือเกี่ยวกับความสามารถ เป้าหมาย และการใช้งานที่มีอยู่และที่คาดการณ์ไว้

ในปี 2549 ทีมนักวิจัยชาวเกาหลีจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งเกาหลี (KAIST) และ National Nano Fab Center ได้พัฒนาMOSFET ขนาด 3 นาโนเมตรซึ่งเป็นอุปกรณ์นาโนอิเล็กทรอนิกส์ที่เล็กที่สุดในโลก มันขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี FinFET แบบ gate-all-around (GAA) [23] [24]

กว่าหกสิบประเทศได้สร้างโครงการของรัฐบาลสำหรับการวิจัยและพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยี(R&D) ระหว่างปี 2544 ถึง 2547 เงินทุนของรัฐบาลเกินกว่าการใช้จ่ายขององค์กรในการวิจัยและพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยี โดยเงินทุนส่วนใหญ่มาจากบริษัทที่ตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และเยอรมนี องค์กร 5 อันดับแรกที่ยื่นจดสิทธิบัตรทางปัญญามากที่สุดในด้านการวิจัยและพัฒนานาโนเทคโนโลยีระหว่างปี 1970 ถึง 2011 ได้แก่Samsung Electronics (2,578 สิทธิบัตรแรก), Nippon Steel (1,490 สิทธิบัตรแรก), IBM (1,360 สิทธิบัตรแรก), Toshiba (1,298 สิทธิบัตรแรก) และCanon ( 1,162 สิทธิบัตรแรก) ห้าสุดยอดองค์กรที่ตีพิมพ์เอกสารทางวิทยาศาสตร์มากที่สุดในการวิจัยนาโนเทคโนโลยีระหว่าง 1970 และ 2012 เป็นจีน Academy of Sciences , รัสเซีย Academy of Sciences , ศูนย์แห่งชาติ de la Recherche Scientifique , มหาวิทยาลัยโตเกียวและมหาวิทยาลัยโอซาก้า [25]

นาโนเทคโนโลยีเป็นวิศวกรรมของระบบการทำงานในระดับโมเลกุล ซึ่งครอบคลุมทั้งงานปัจจุบันและแนวความคิดที่ก้าวหน้ากว่า ตามความหมายเดิม นาโนเทคโนโลยีหมายถึงความสามารถที่คาดการณ์ไว้ในการสร้างรายการจากล่างขึ้นบน โดยใช้เทคนิคและเครื่องมือที่พัฒนาขึ้นในปัจจุบันเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์และมีประสิทธิภาพสูง

หนึ่งนาโนเมตร (นาโนเมตร) คือหนึ่งในพันล้านหรือ 10 −9ของเมตร โดยการเปรียบเทียบความยาวพันธะคาร์บอน-คาร์บอนโดยทั่วไปหรือระยะห่างระหว่างอะตอมเหล่านี้ในโมเลกุลอยู่ในช่วง0.12–0.15 นาโนเมตรและเกลียวคู่ของDNAมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2 นาโนเมตร ในทางกลับกันแบคทีเรียในสกุลMycoplasma ในรูปแบบเซลล์ที่เล็กที่สุด มีความยาวประมาณ 200 นาโนเมตร ตามแบบแผน นาโนเทคโนโลยีถือเป็นช่วงมาตราส่วน1 ถึง 100 นาโนเมตรตามคำจำกัดความที่ใช้โดยโครงการนาโนเทคโนโลยีแห่งชาติในสหรัฐอเมริกา ขีด จำกัด ล่างกำหนดโดยขนาดของอะตอม (ไฮโดรเจนมีอะตอมที่เล็กที่สุดซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางจลนศาสตร์ประมาณหนึ่งในสี่ของนาโนเมตร) เนื่องจากนาโนเทคโนโลยีต้องสร้างอุปกรณ์จากอะตอมและโมเลกุล ขีดจำกัดบนเป็นไปตามอำเภอใจไม่มากก็น้อยแต่มีขนาดใกล้เคียงกัน ซึ่งปรากฏการณ์ที่ไม่ได้สังเกตพบในโครงสร้างขนาดใหญ่เริ่มปรากฏให้เห็นชัดเจนและสามารถนำไปใช้ในอุปกรณ์นาโนได้ [26]ปรากฏการณ์ใหม่เหล่านี้ทำให้นาโนเทคโนโลยีแตกต่างจากอุปกรณ์ที่เป็นเพียงรุ่นย่อขนาดของอุปกรณ์มหภาคที่เทียบเท่ากัน อุปกรณ์ดังกล่าวจะมีขนาดใหญ่และมาอยู่ภายใต้คำอธิบายของmicrotechnology [27]

ในการใส่มาตราส่วนนั้นในอีกบริบทหนึ่ง ขนาดเปรียบเทียบระหว่างนาโนเมตรกับหนึ่งเมตรจะเท่ากับขนาดหินอ่อนกับขนาดโลก (28)หรืออีกวิธีหนึ่งในการพูด: นาโนเมตรคือปริมาณที่เคราของคนทั่วไปจะงอกขึ้นในเวลาที่เขาต้องยกมีดโกนขึ้นสู่ใบหน้าของเขา (28)

มีการใช้วิธีการหลักสองวิธีในนาโนเทคโนโลยี ใน "ล่างขึ้นบน" วิธีการวัสดุและอุปกรณ์ที่ถูกสร้างขึ้นจากองค์ประกอบโมเลกุลซึ่งประกอบตัวเองทางเคมีโดยหลักการของการได้รับการยอมรับในระดับโมเลกุล [29]ในแนวทาง "จากบนลงล่าง" วัตถุนาโนถูกสร้างขึ้นจากเอนทิตีขนาดใหญ่โดยไม่มีการควบคุมระดับอะตอม [30]

พื้นที่ของฟิสิกส์เช่นnanoelectronics , nanomechanics , nanophotonicsและnanoionicsมีการพัฒนาในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาเพื่อให้เป็นรากฐานทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานของนาโนเทคโนโลยี

ใหญ่ไปเล็ก: มุมมองด้านวัสดุ

ภาพของ การฟื้นฟูในการทำความสะอาด ทอง ( 100 ) พื้นผิวที่เป็นรูปธรรมโดยใช้ การสแกนกล้องจุลทรรศน์อุโมงค์ ตำแหน่งของอะตอมแต่ละตัวที่ประกอบเป็นพื้นผิวนั้นสามารถมองเห็นได้

ปรากฏการณ์หลายอย่างปรากฏขึ้นเมื่อขนาดของระบบลดลง สิ่งเหล่านี้รวมถึงผลกระทบทางกลทางสถิติเช่นเดียวกับผลกระทบทางกลควอนตัมตัวอย่างเช่น " เอฟเฟกต์ขนาดควอนตัม " ซึ่งคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของของแข็งเปลี่ยนแปลงไปโดยมีขนาดอนุภาคลดลงอย่างมาก ผลกระทบนี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยการเปลี่ยนจากมาโครเป็นมิติข้อมูลขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามผลกระทบที่จะกลายเป็นควอนตัมอย่างมีนัยสำคัญเมื่อช่วงขนาดนาโนเมตรจะถึงโดยทั่วไปในระยะ 100 นาโนเมตรหรือน้อยกว่าที่เรียกว่าดินแดนควอนตัม นอกจากนี้ คุณสมบัติทางกายภาพจำนวนหนึ่ง (เครื่องกล ไฟฟ้า ออปติคัล ฯลฯ) เปลี่ยนแปลงเมื่อเปรียบเทียบกับระบบมหภาค ตัวอย่างหนึ่งคือการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ผิวต่ออัตราส่วนปริมาตรซึ่งเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกล ความร้อน และตัวเร่งปฏิกิริยาของวัสดุ การแพร่กระจายและปฏิกิริยาที่ระดับนาโน วัสดุโครงสร้างนาโน และอุปกรณ์นาโนที่มีการขนส่งไอออนอย่างรวดเร็วโดยทั่วไปจะเรียกว่านาโนอิออน คุณสมบัติทางกลของระบบนาโนเป็นที่สนใจในการวิจัยนาโนเมคานิกส์ กิจกรรมเร่งปฏิกิริยาของวัสดุนาโนยังเปิดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นในการมีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุการแพทย์

วัสดุที่ลดขนาดเป็นระดับนาโนสามารถแสดงคุณสมบัติที่แตกต่างกัน เมื่อเทียบกับสิ่งที่แสดงในระดับมหภาค ทำให้สามารถประยุกต์ใช้งานได้เฉพาะ ตัวอย่างเช่น สารทึบแสงสามารถกลายเป็นโปร่งใส (ทองแดง) วัสดุที่เสถียรสามารถติดไฟได้ (อะลูมิเนียม) วัสดุที่ไม่ละลายน้ำอาจละลายได้ (ทอง) วัสดุอย่างเช่น ทอง ซึ่งเฉื่อยทางเคมีในระดับปกติ สามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีที่มีศักยภาพในระดับนาโน ความหลงใหลในนาโนเทคโนโลยีส่วนใหญ่เกิดจากปรากฏการณ์ควอนตัมและพื้นผิวที่มีความสำคัญในระดับนาโน [31]

ง่ายไปซับซ้อน: มุมมองระดับโมเลกุล

เคมีสังเคราะห์สมัยใหม่ได้มาถึงจุดที่เตรียมโมเลกุลขนาดเล็กสำหรับโครงสร้างแทบทุกชนิด วิธีการเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในวันนี้ในการผลิตที่หลากหลายของสารเคมีที่มีประโยชน์เช่นยาหรือการค้าโพลิเมอร์ ความสามารถนี้ทำให้เกิดคำถามในการขยายการควบคุมประเภทนี้ไปสู่ระดับที่ใหญ่ขึ้นถัดไป โดยมองหาวิธีการที่จะรวบรวมโมเลกุลเดี่ยวเหล่านี้เข้าเป็นชุดย่อยซูเปอร์โมเลกุลที่ประกอบด้วยโมเลกุลจำนวนมากที่จัดเรียงในลักษณะที่กำหนดไว้อย่างดี

วิธีการเหล่านี้ใช้แนวคิดของการรวมตัวของโมเลกุลและ/หรือเคมีเหนือโมเลกุลเพื่อจัดเรียงตัวเองให้อยู่ในรูปแบบที่มีประโยชน์บางอย่างโดยอัตโนมัติผ่านวิธีการจากล่างขึ้นบน แนวคิดของการได้รับการยอมรับในระดับโมเลกุลเป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่ง: โมเลกุลสามารถออกแบบเพื่อให้การกำหนดค่าเฉพาะหรือการจัดเรียงเป็นที่ชื่นชอบเนื่องจากการที่ไม่ใช่โควาเลนต์ แรงระหว่างโมเลกุล กฎการจับคู่เบสของ Watson–Crick เป็นผลโดยตรงจากสิ่งนี้ เช่นเดียวกับความจำเพาะของเอนไซม์ที่กำหนดเป้าหมายไปยังสารตั้งต้นเดี่ยวหรือการพับเฉพาะของโปรตีนเอง ดังนั้น ส่วนประกอบตั้งแต่สองอย่างขึ้นไปสามารถออกแบบให้มีความสมบูรณ์และน่าดึงดูดซึ่งกันและกัน เพื่อให้ส่วนประกอบทั้งหมดซับซ้อนและมีประโยชน์มากขึ้น

วิธีการจากล่างขึ้นบนดังกล่าวควรสามารถผลิตอุปกรณ์แบบขนานและมีราคาถูกกว่าวิธีการจากบนลงล่างมาก แต่อาจถูกครอบงำได้เมื่อขนาดและความซับซ้อนของการประกอบที่ต้องการเพิ่มขึ้น โครงสร้างที่มีประโยชน์ส่วนใหญ่ต้องการการจัดเรียงอะตอมที่ซับซ้อนและไม่น่าจะเป็นไปได้ทางอุณหพลศาสตร์ อย่างไรก็ตาม มีตัวอย่างมากมายของการประกอบตัวเองโดยอาศัยการรู้จำระดับโมเลกุลในทางชีววิทยาที่สะดุดตาที่สุดคือ Watson–Crick basepairing และปฏิกิริยาระหว่างเอนไซม์กับสารตั้งต้น ความท้าทายสำหรับนาโนเทคโนโลยีคือสามารถใช้หลักการเหล่านี้เพื่อสร้างโครงสร้างใหม่นอกเหนือจากโครงสร้างจากธรรมชาติได้หรือไม่

นาโนเทคโนโลยีโมเลกุล: มุมมองระยะยาวterm

นาโนเทคโนโลยีระดับโมเลกุล ซึ่งบางครั้งเรียกว่าการผลิตระดับโมเลกุล อธิบายถึงระบบนาโนเชิงวิศวกรรม (เครื่องระดับนาโน) ที่ทำงานในระดับโมเลกุล นาโนเทคโนโลยีโมเลกุลมีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับผู้ประกอบโมเลกุลเครื่องที่สามารถผลิตโครงสร้างที่ต้องการหรืออุปกรณ์อะตอมโดยอะตอมโดยใช้หลักการของการmechanosynthesis การผลิตในบริบทของระบบนาโนที่มีประสิทธิผลนั้นไม่เกี่ยวข้อง และควรแยกความแตกต่างอย่างชัดเจนจากเทคโนโลยีทั่วไปที่ใช้ในการผลิตวัสดุนาโน เช่น ท่อนาโนคาร์บอนและอนุภาคนาโน

เมื่อคำว่า "นาโนเทคโนโลยี" ได้รับการประกาศเกียรติคุณและเผยแพร่อย่างอิสระโดยEric Drexler (ซึ่งในขณะนั้นไม่ทราบถึงการใช้งานก่อนหน้านี้โดย Norio Taniguchi) คำว่า "นาโนเทคโนโลยี" นั้นหมายถึงเทคโนโลยีการผลิตในอนาคตโดยอิงจากระบบเครื่องจักรระดับโมเลกุล สมมติฐานคือการเปรียบเทียบทางชีววิทยาในระดับโมเลกุลของส่วนประกอบเครื่องจักรแบบดั้งเดิมที่แสดงให้เห็นว่าเครื่องจักรระดับโมเลกุลเป็นไปได้ โดยตัวอย่างมากมายที่พบในชีววิทยา เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าสามารถผลิตเครื่องจักรทางชีววิทยาที่มีความซับซ้อนและปรับให้เหมาะสมที่สุดแบบสุ่มได้

หวังว่าการพัฒนานาโนเทคโนโลยีจะทำให้การก่อสร้างเป็นไปได้ด้วยวิธีการอื่น บางทีอาจใช้หลักการไบโอมิเมติก อย่างไรก็ตาม Drexler และนักวิจัยอื่นๆ[32]ได้เสนอว่านาโนเทคโนโลยีขั้นสูง แม้ว่าอาจจะนำมาใช้ในขั้นต้นโดยวิธี biomimetic ในขั้นต้น แต่ท้ายที่สุดก็อาจขึ้นอยู่กับหลักการทางวิศวกรรมเครื่องกล กล่าวคือ เทคโนโลยีการผลิตที่อิงตามฟังก์ชันทางกลของส่วนประกอบเหล่านี้ (เช่น เกียร์ แบริ่ง มอเตอร์ และส่วนประกอบโครงสร้าง) ที่จะช่วยให้สามารถตั้งโปรแกรม ประกอบตำแหน่งตามข้อกำหนดของอะตอมได้ [33]ฟิสิกส์และวิศวกรรมประสิทธิภาพของการออกแบบแบบถูกนำมาวิเคราะห์ในหนังสือของ Drexler Nanosystems

โดยทั่วไปแล้ว การประกอบอุปกรณ์ในระดับอะตอมเป็นเรื่องยากมาก เนื่องจากต้องจัดตำแหน่งอะตอมบนอะตอมอื่นที่มีขนาดและความเหนียวใกล้เคียงกัน อีกมุมมองหนึ่งที่Carlo Montemagnoนำเสนอ[34]คือระบบนาโนในอนาคตจะเป็นลูกผสมของเทคโนโลยีซิลิกอนและเครื่องจักรโมเลกุลชีวภาพ Richard Smalley แย้งว่าการสังเคราะห์ทางกลเป็นไปไม่ได้เนื่องจากความยากลำบากในการจัดการโมเลกุลแต่ละตัวด้วยกลไก

สิ่งนี้นำไปสู่การแลกเปลี่ยนจดหมายในACSสิ่งพิมพ์Chemical & Engineering Newsในปี พ.ศ. 2546 [35]แม้ว่าชีววิทยาแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าระบบเครื่องจักรระดับโมเลกุลเป็นไปได้ แต่เครื่องจักรระดับโมเลกุลที่ไม่ใช่ชีวภาพในปัจจุบันยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นเท่านั้น ผู้นำในการวิจัยเกี่ยวกับเครื่องจักรระดับโมเลกุลที่ไม่ใช่ชีวภาพ ได้แก่ Dr. Alex Zettlและเพื่อนร่วมงานของเขาที่ Lawrence Berkeley Laboratories และ UC Berkeley [1]พวกเขาได้สร้างอุปกรณ์ระดับโมเลกุลที่แตกต่างกันอย่างน้อยสามเครื่องซึ่งควบคุมการเคลื่อนไหวจากเดสก์ท็อปด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลง: nanotube nanomotor , ตัวกระตุ้นระดับโมเลกุล[36]และ oscillator เพื่อการผ่อนคลายแบบนาโนอิเล็กโตรเมคานิกส์ [37]ดูตัวอย่างเพิ่มเติมnanotube nanomotor

การทดลองที่ระบุว่าการประกอบโมเลกุลในตำแหน่งที่เป็นไปได้ทำได้โดย Ho และ Lee ที่มหาวิทยาลัย Cornellในปี 2542 พวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์สแกนเพื่อย้ายโมเลกุลคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) แต่ละตัวไปยังอะตอมของเหล็ก (Fe) แต่ละตัวที่วางอยู่บนเงินแบน ผลึกและจับ CO กับ Fe โดยใช้แรงดันไฟฟ้า

การแสดงกราฟิกของ rotaxaneประโยชน์เป็น สวิทช์ระดับโมเลกุล
ดีเอ็นเอนี้ จัตุรมุข [38]เป็นเทียม ออกแบบโครงสร้างระดับนาโนชนิดที่เกิดขึ้นในเขตของ ดีเอ็นเอนาโนเทคโนโลยี ขอบของจัตุรมุขแต่ละด้านเป็นเกลียวคู่ DNA คู่ฐาน 20 คู่ และจุดยอดแต่ละจุดเป็นชุมทางสามแขน
มุมมองหมุนของ C 60ฟูลเลอรีนชนิดหนึ่ง
อุปกรณ์นี้ถ่ายเทพลังงานจากหลุมควอนตัมชั้นบางระดับนาโน ไปยัง ผลึกนาโนที่อยู่ด้านบน ทำให้ผลึกนาโนเปล่งแสงที่มองเห็นได้ [39]

วัสดุนาโน

ฟิลด์วัสดุนาโนประกอบด้วยฟิลด์ย่อยที่พัฒนาหรือศึกษาวัสดุที่มีคุณสมบัติเฉพาะที่เกิดจากมิติระดับนาโนของพวกมัน [40]

  • การเชื่อมต่อและวิทยาศาสตร์คอลลอยด์ทำให้เกิดวัสดุหลายอย่างที่อาจเป็นประโยชน์ในด้านนาโนเทคโนโลยี เช่น ท่อนาโนคาร์บอนและฟูลเลอรีนอื่นๆ และอนุภาคนาโนและแท่งนาโนต่างๆ วัสดุนาโนที่มีการขนส่งไอออนที่รวดเร็วนั้นสัมพันธ์กับนาโนอิออนและนาโนอิเล็กทรอนิกส์ด้วย
  • วัสดุระดับนาโนสามารถใช้กับงานจำนวนมากได้ การประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีเชิงพาณิชย์ในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นรสชาตินี้
  • มีความก้าวหน้าในการใช้วัสดุเหล่านี้สำหรับการใช้งานทางการแพทย์ เห็นNanomedicine
  • วัสดุระดับนาโนเช่นเสานาโนบางครั้งใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งต่อสู้กับต้นทุนของเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอนแบบเดิม
  • การพัฒนาแอพพลิเคชั่นที่ผสมผสานอนุภาคนาโนของเซมิคอนดักเตอร์เพื่อใช้ในผลิตภัณฑ์รุ่นต่อไป เช่น เทคโนโลยีการแสดงผล แสงสว่าง เซลล์แสงอาทิตย์ และการถ่ายภาพทางชีวภาพ ดูจุดควอนตัม
  • แอพลิเคชันล่าสุดของวัสดุนาโนรวมถึงช่วงของการแพทย์การใช้งานเช่นวิศวกรรมเนื้อเยื่อ , การส่งมอบยาเสพติด , ยาต้านแบคทีเรียและไบโอเซนเซอร์ [41] [42] [43] [44] [45]

วิธีจากล่างขึ้นบน

สิ่งเหล่านี้พยายามจัดเรียงส่วนประกอบที่มีขนาดเล็กลงเป็นส่วนประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้น

  • ดีเอ็นเอนาโนเทคโนโลยีใช้ความจำเพาะของวัตสัน-Crick basepairing ที่จะสร้างโครงสร้างที่ดีที่กำหนดออกมาจากดีเอ็นเอและอื่น ๆกรดนิวคลีอิก
  • แนวทางจากสาขาการสังเคราะห์ทางเคมี "แบบคลาสสิก" (การสังเคราะห์สารอนินทรีย์และสารอินทรีย์ ) ยังมุ่งเป้าไปที่การออกแบบโมเลกุลที่มีรูปร่างที่ชัดเจน (เช่นbis-peptides [46] )
  • โดยทั่วไปแล้ว การประกอบตัวเองของโมเลกุลพยายามที่จะใช้แนวคิดของเคมีซูเปอร์โมเลกุล และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการรู้จำระดับโมเลกุล เพื่อทำให้ส่วนประกอบโมเลกุลเดี่ยวจัดเรียงตัวเองให้อยู่ในรูปแบบที่มีประโยชน์บางอย่างโดยอัตโนมัติ
  • อะตอมแรงกล้องจุลทรรศน์เคล็ดลับที่สามารถนำมาใช้เป็นนาโน "เขียนหัว" เพื่อฝากเคมีบนพื้นผิวในรูปแบบที่ต้องการในกระบวนการที่เรียกว่าnanolithography ปากกาจุ่ม เทคนิคนี้ควรเป็นฟิลด์ขนาดใหญ่ของnanolithography
  • Molecular Beam Epitaxyช่วยให้สามารถประกอบวัสดุจากล่างขึ้นบนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่นิยมใช้กันทั่วไปในชิปและการใช้งานคอมพิวเตอร์ สแต็ค เกต และเลเซอร์นาโนไวร์

วิธีการจากบนลงล่าง

สิ่งเหล่านี้พยายามสร้างอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กลงโดยใช้อุปกรณ์ที่ใหญ่กว่าเพื่อควบคุมการประกอบ

  • เทคโนโลยีหลายอย่างที่สืบเชื้อสายมาจากวิธีซิลิคอนแบบโซลิดสเตตแบบเดิมสำหรับการผลิตไมโครโปรเซสเซอร์ขณะนี้สามารถสร้างคุณลักษณะที่มีขนาดเล็กกว่า 100 นาโนเมตร ซึ่งอยู่ภายใต้คำจำกัดความของนาโนเทคโนโลยี ฮาร์ดไดรฟ์ที่ใช้สนามแม่เหล็กขนาดยักษ์ที่มีวางจำหน่ายแล้วในท้องตลาดนั้นเหมาะสมกับคำอธิบายนี้[47]เช่นเดียวกับเทคนิคการทับถมของชั้นอะตอม (ALD) Peter GrünbergและAlbert Fertได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2550 จากการค้นพบการต้านทานสนามแม่เหล็กของยักษ์และการมีส่วนร่วมในด้านสปินทรอนิกส์ [48]
  • เทคนิคโซลิดสเตตยังสามารถใช้เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่าระบบเครื่องกลไฟฟ้านาโนหรือ NEMS ซึ่งเกี่ยวข้องกับระบบไมโครไฟฟ้าหรือ MEMS
  • ลำแสงไอออนแบบโฟกัสสามารถขจัดวัสดุออกได้โดยตรง หรือแม้กระทั่งการสะสมของวัสดุเมื่อใช้ก๊าซสารตั้งต้นที่เหมาะสมในเวลาเดียวกัน ตัวอย่างเช่น เทคนิคนี้ใช้เป็นประจำเพื่อสร้างส่วนย่อย 100 นาโนเมตรของวัสดุสำหรับการวิเคราะห์ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน
  • เคล็ดลับกล้องจุลทรรศน์แรงปรมาณูสามารถใช้เป็น "หัวเขียน" ระดับนาโนเพื่อฝากตัวต้านทาน ตามด้วยกระบวนการแกะสลักเพื่อขจัดวัสดุด้วยวิธีจากบนลงล่าง

แนวทางการทำงาน

สิ่งเหล่านี้พยายามพัฒนาส่วนประกอบของฟังก์ชันที่ต้องการโดยไม่คำนึงถึงวิธีการประกอบ

  • ประกอบแม่เหล็กสำหรับการสังเคราะห์วัสดุ superparamagnetic anisotropic เช่นเมื่อเร็ว ๆ นี้นำเสนอโซ่นาโนแม่เหล็ก [29]
  • อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับโมเลกุลพยายามพัฒนาโมเลกุลด้วยคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นประโยชน์ สิ่งเหล่านี้สามารถใช้เป็นส่วนประกอบโมเลกุลเดี่ยวในอุปกรณ์นาโนอิเล็กทรอนิกส์ [49]สำหรับตัวอย่าง ดู rotaxane
  • วิธีการทางเคมีสังเคราะห์นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการสร้างมอเตอร์โมเลกุลสังเคราะห์เช่นในสิ่งที่เรียกว่าnanocar

แนวทางชีวมิติ

  • Bionicsหรือbiomimicryพยายามที่จะใช้วิธีการและระบบทางชีววิทยาที่พบในธรรมชาติเพื่อการศึกษาและออกแบบระบบวิศวกรรมและเทคโนโลยีสมัยใหม่ Biomineralizationเป็นตัวอย่างหนึ่งของระบบที่ศึกษา
  • เทคโนโลยีชีวภาพคือการใช้ชีวโมเลกุลสำหรับการใช้งานในนาโนเทคโนโลยี รวมถึงการใช้ไวรัสและส่วนประกอบของไขมัน [50] [51] นาโนเซลลูโลสเป็นแอปพลิเคชั่นขนาดใหญ่ที่มีศักยภาพ

เก็งกำไร

สาขาย่อยเหล่านี้พยายามที่จะคาดการณ์สิ่งที่นาโนเทคโนโลยีจะประดิษฐ์ขึ้นหรือพยายามเสนอวาระการประชุมที่การสอบสวนอาจคืบหน้า สิ่งเหล่านี้มักใช้มุมมองภาพรวมของนาโนเทคโนโลยี โดยเน้นที่ผลกระทบทางสังคมมากกว่ารายละเอียดว่าสิ่งประดิษฐ์ดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้อย่างไร

  • นาโนเทคโนโลยีระดับโมเลกุลเป็นแนวทางที่เสนอซึ่งเกี่ยวข้องกับการจัดการโมเลกุลเดี่ยวด้วยวิธีที่ควบคุมอย่างประณีตและกำหนดขึ้นเอง นี่เป็นทฤษฎีมากกว่าสาขาย่อยอื่น ๆ และเทคนิคที่เสนอจำนวนมากนั้นอยู่นอกเหนือความสามารถในปัจจุบัน
  • นาโนโรโบติกส์มุ่งเน้นไปที่เครื่องจักรแบบพอเพียงของการทำงานบางอย่างที่ทำงานในระดับนาโน มีความหวังในการใช้นาโนโรบอทในการแพทย์ [52] [53]อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าของวัสดุและวิธีการที่เป็นนวัตกรรมได้รับการแสดงให้เห็นด้วยสิทธิบัตรบางส่วนที่ได้รับเกี่ยวกับอุปกรณ์การผลิตนาโนแบบใหม่สำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ในอนาคต ซึ่งช่วยในการพัฒนาไปสู่หุ่นยนต์นาโนด้วยการใช้แนวคิดนาโนไบโออิเล็กทรอนิกส์แบบฝังตัว [54] [55]
  • ระบบนาโนที่มีประสิทธิผลคือ "ระบบของนาโนซิสเต็ม" ซึ่งจะเป็นระบบนาโนที่ซับซ้อนซึ่งผลิตชิ้นส่วนที่แม่นยำของอะตอมสำหรับระบบนาโนอื่น ๆ ไม่จำเป็นต้องใช้คุณสมบัติระดับนาโนที่เกิดขึ้นใหม่ แต่เป็นพื้นฐานของการผลิตที่เข้าใจกันดี เนื่องจากธรรมชาติของสสารที่ไม่ต่อเนื่อง (เช่น อะตอม) และความเป็นไปได้ของการเติบโตแบบทวีคูณ ขั้นตอนนี้จึงถูกมองว่าเป็นพื้นฐานของการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งใหม่ Mihail Rocoหนึ่งในสถาปนิกของ National Nanotechnology Initiative ของสหรัฐอเมริกา ได้เสนอสถานะนาโนเทคโนโลยีสี่สถานะที่ดูเหมือนจะขนานกับความก้าวหน้าทางเทคนิคของการปฏิวัติอุตสาหกรรม โดยพัฒนาจากโครงสร้างนาโนแบบพาสซีฟไปจนถึงอุปกรณ์นาโนที่ใช้งาน ไปจนถึงนาโนแมชชีนที่ซับซ้อนและท้ายที่สุดไปจนถึงระบบนาโนที่มีประสิทธิผล [56]
  • เรื่องโปรแกรมได้พยายามที่จะออกแบบวัสดุที่มีคุณสมบัติสามารถได้อย่างง่ายดาย, พลิกกลับและภายนอกควบคุมแม้ว่าฟิวชั่นของวิทยาการสารสนเทศและวัสดุศาสตร์
  • เนื่องจากความนิยมและการเปิดรับสื่อของนาโนเทคโนโลยีระยะคำpicotechnologyและfemtotechnologyได้รับการประกาศเกียรติคุณในการเปรียบเทียบกับมันแม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะใช้เฉพาะน้อยมากและไม่เป็นทางการ

มิติในวัสดุนาโน

วัสดุนาโนสามารถจำแนกใน 0D, 1D, 2D และ 3D วัสดุนาโน มิติที่มีบทบาทสำคัญในการกำหนดลักษณะของวัสดุนาโนรวมทั้งทางกายภาพ , เคมีและชีวภาพลักษณะ เมื่อมิติลดลงจะสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นของอัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตร สิ่งนี้บ่งชี้ว่าวัสดุนาโนมิติที่เล็กกว่านั้นมีพื้นที่ผิวที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุนาโน 3 มิติ เมื่อเร็ว ๆ นี้สองมิติ (2D) วัสดุนาโนจะถูกตรวจสอบอย่างกว้างขวางสำหรับอิเล็กทรอนิกส์ , การแพทย์ , การส่งมอบยาเสพติดและไบโอเซนเซอร์การใช้งาน

การตั้งค่าAFMทั่วไป microfabricated เท้าแขนด้วยปลายคมหักเหโดยคุณสมบัติบนพื้นผิวตัวอย่างมากเช่นใน หีบเสียงแต่มีขนาดเล็กกว่ามาก เลเซอร์ลำแสงสะท้อนออกด้านหลังของคานเป็นชุดของการ ตรวจจับแสงที่ช่วยให้การโก่งที่จะวัดและประกอบเป็นภาพของพื้นผิว

มีการพัฒนาที่ทันสมัยที่สำคัญหลายประการ แรงอะตอมกล้องจุลทรรศน์ (AFM) และการสแกน Tunneling Microscope (STM) เป็นสองรุ่นแรกของการสแกน probes ว่านาโนเทคโนโลยีเปิดตัว มีชนิดอื่น ๆ ที่มีการสแกนสอบสวนกล้องจุลทรรศน์ แม้ว่าแนวความคิดจะคล้ายกับกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอลแบบสแกนที่พัฒนาโดยMarvin Minskyในปี 1961 และกล้องจุลทรรศน์แบบสแกนอะคูสติก (SAM) ที่พัฒนาโดยCalvin Quateและเพื่อนร่วมงานในปี 1970 แต่กล้องจุลทรรศน์โพรบสแกนรุ่นใหม่กว่านั้นมีความละเอียดสูงกว่ามาก เนื่องจากไม่ได้ถูกจำกัดด้วยความยาวคลื่นของ เสียงหรือแสง

ปลายของโพรบสแกนยังสามารถใช้เพื่อจัดการโครงสร้างนาโน (กระบวนการที่เรียกว่าการประกอบตำแหน่ง) วิธีการสแกนแบบเน้นคุณลักษณะอาจเป็นวิธีที่มีแนวโน้มในการใช้นาโนการจัดการเหล่านี้ในโหมดอัตโนมัติ [57] [58]อย่างไรก็ตาม นี่ยังคงเป็นกระบวนการที่ช้าเนื่องจากความเร็วในการสแกนของกล้องจุลทรรศน์ต่ำ

เทคนิคต่างๆ ของนาโนลิโทกราฟี เช่นOptical lithography , X-ray lithography , dip pen nanolithography , electron beam lithographyหรือnanoimprint lithographyก็ได้รับการพัฒนาเช่นกัน การพิมพ์หินเป็นเทคนิคการประดิษฐ์จากบนลงล่างโดยลดขนาดวัสดุจำนวนมากเป็นลวดลายระดับนาโน

เทคนิคนาโนเทคโนโลยีอีกกลุ่มหนึ่ง ได้แก่ เทคนิคที่ใช้ในการผลิตท่อนาโนและสายนาโนที่ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เช่น การพิมพ์หินอัลตราไวโอเลตในชั้นลึก การพิมพ์หินด้วยลำแสงอิเล็กตรอน การตัดเฉือนลำแสงไอออนแบบเน้น การพิมพ์หินนาโน การสะสมของชั้นอะตอม และการสะสมไอโมเลกุล และอื่นๆ ซึ่งรวมถึง เทคนิคการประกอบโมเลกุลด้วยตัวเอง เช่น การใช้ได-บล็อกโคพอลิเมอร์ สารตั้งต้นของเทคนิคเหล่านี้มีมาก่อนยุคนาโนเทคและเป็นส่วนขยายในการพัฒนาความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์มากกว่าเทคนิคที่คิดค้นขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างนาโนเทคโนโลยีและเป็นผลจากการวิจัยนาโนเทคโนโลยี [59]

วิธีการจากบนลงล่างคาดการณ์ว่าอุปกรณ์นาโนจะต้องสร้างขึ้นทีละชิ้นเป็นขั้นเป็นตอน เช่นเดียวกับการผลิตรายการต่างๆ การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์โพรบเป็นเทคนิคที่สำคัญทั้งในการจำแนกลักษณะและการสังเคราะห์วัสดุนาโน กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมและกล้องจุลทรรศน์สแกนอุโมงค์สามารถใช้เพื่อดูพื้นผิวและเพื่อย้ายอะตอมไปรอบๆ โดยการออกแบบเคล็ดลับต่างๆ สำหรับกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้ สามารถใช้สำหรับการแกะสลักโครงสร้างบนพื้นผิวและเพื่อช่วยแนะนำโครงสร้างที่ประกอบเองได้ โดยการใช้ ตัวอย่างเช่น วิธีการสแกนแบบเน้นคุณลักษณะ อะตอมหรือโมเลกุลสามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ บนพื้นผิวด้วยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์โพรบสแกน [57] [58]ปัจจุบันมีราคาแพงและใช้เวลานานสำหรับการผลิตจำนวนมาก แต่เหมาะมากสำหรับการทดลองในห้องปฏิบัติการ

ในทางตรงกันข้าม เทคนิคจากล่างขึ้นบนจะสร้างหรือขยายโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้นทีละอะตอมหรือทีละโมเลกุล เทคนิคเหล่านี้รวมถึงการสังเคราะห์ทางเคมี การประกอบตัวเองและการประกอบตามตำแหน่ง อินเตอร์เฟอโรเมตรีแบบโพลาไรซ์แบบคู่เป็นเครื่องมือหนึ่งที่เหมาะสำหรับการกำหนดลักษณะของฟิล์มบางที่ประกอบเอง รูปแบบอื่นของวิธีการจากล่างขึ้นบนคือepitaxy ของลำแสงโมเลกุลหรือ MBE นักวิจัยจากBell Telephone Laboratoriesเช่น John R. Arthur Alfred Y. Cho และ Art C. Gossard ได้พัฒนาและนำ MBE มาใช้เป็นเครื่องมือวิจัยในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และ 1970 ตัวอย่างที่ทำโดย MBE เป็นกุญแจสำคัญในการค้นพบเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์แบบเศษส่วนซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2541 MBE ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวางชั้นอะตอมได้อย่างแม่นยำ และในกระบวนการนี้ จะสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนขึ้น ที่สำคัญสำหรับการวิจัยเกี่ยวกับเซมิคอนดักเตอร์ MBE ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในกลุ่มตัวอย่างทำและอุปกรณ์สำหรับสนามใหม่ที่เกิดขึ้นใหม่ของSpintronics

อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์รักษาโรคชนิดใหม่ซึ่งใช้วัสดุนาโนที่ตอบสนอง เช่นถุงน้ำTransfersome ที่ไวต่อแรงกดอยู่ภายใต้การพัฒนาและได้รับการอนุมัติให้ใช้งานของมนุษย์ในบางประเทศแล้ว [60]

เนื่องจากความหลากหลายของการใช้งานที่เป็นไปได้ (รวมถึงอุตสาหกรรมและการทหาร) รัฐบาลได้ลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์ในการวิจัยนาโนเทคโนโลยี ก่อนปี 2555 สหรัฐอเมริกาลงทุน 3.7 พันล้านดอลลาร์โดยใช้National Nanotechnology Initiativeสหภาพยุโรปลงทุน 1.2 พันล้านดอลลาร์ และญี่ปุ่นลงทุน 750 ล้านดอลลาร์ [61]นาโนเทคโนโลยีกว่าหกสิบประเทศสร้างการวิจัยและพัฒนา (R & D) โปรแกรมระหว่างปี 2001 และปี 2004 ในปี 2012 สหรัฐอเมริกาและสหภาพยุโรปแต่ละลงทุน$ 2.1 พันล้านในการวิจัยนาโนเทคโนโลยีตามด้วยประเทศญี่ปุ่นที่มี$ 1.2 พันล้าน การลงทุนทั่วโลกถึง$ 7.9 พันล้านในปี 2012 เงินทุนรัฐบาลเกินโดยองค์กร R & D การใช้จ่ายในการวิจัยนาโนเทคโนโลยีซึ่งเป็น10 พันล้าน $ในปี 2012 องค์กรขนาดใหญ่ที่สุด R & D มือหนักมาจากสหรัฐอเมริกาญี่ปุ่นและเยอรมนีซึ่งมีสัดส่วนรวม$ 7100000000 [25]

องค์กรวิจัยด้านนาโนเทคโนโลยีชั้นนำตามสิทธิบัตร (พ.ศ. 2513-2554) [25]
อันดับ องค์กร ประเทศ สิทธิบัตรครั้งแรก
1 Samsung Electronics เกาหลีใต้ 2,578
2 Nippon Steel & Sumitomo Metal ญี่ปุ่น 1,490
3 IBM สหรัฐ 1,360
4 โตชิบา ญี่ปุ่น 1,298
5 แคนนอน อิงค์ ญี่ปุ่น 1,162
6 ฮิตาชิ ญี่ปุ่น 1,100
7 มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ สหรัฐ 1,055
8 Panasonic ญี่ปุ่น 1,047
9 Hewlett Packard สหรัฐ 880
10 TDK ญี่ปุ่น 839
องค์กรวิจัยด้านนาโนเทคโนโลยีชั้นนำโดยสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ (พ.ศ. 2513-2555) [25]
อันดับ องค์กร ประเทศ สิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์
1 สถาบันวิทยาศาสตร์จีน ประเทศจีน 29,591
2 Russian Academy of Sciences รัสเซีย 12,543
3 ศูนย์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ de la recherche ฝรั่งเศส 8,105
4 มหาวิทยาลัยโตเกียว ญี่ปุ่น 6,932
5 มหาวิทยาลัยโอซาก้า ญี่ปุ่น 6,613
6 มหาวิทยาลัยโทโฮคุ ญี่ปุ่น 6,266
7 มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ สหรัฐ 5,936
8 สภาวิจัยแห่งชาติสเปน สเปน 5,585
9 มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ สหรัฐ 5,580
10 MIT สหรัฐ 5,567

การใช้งานที่สำคัญอย่างหนึ่งของนาโนเทคโนโลยีอยู่ในพื้นที่ของ นาโนอิเล็กทรอนิกส์โดย MOSFETทำจากลวดนาโนขนาดเล็กที่มี ความยาว 10 นาโนเมตร นี่คือการจำลองของสายนาโนดังกล่าว
โครงสร้างนาโนให้พื้นผิวนี้กับ superhydrophobicityซึ่งจะช่วยให้ หยดน้ำกลิ้งลง ระนาบ
เลเซอร์ Nanowire สำหรับการส่งข้อมูลที่รวดเร็วเป็นพิเศษในพัลส์แสง

เมื่อวันที่ 21 สิงหาคม พ.ศ. 2551 Project on Emerging Nanotechnologiesประมาณการว่ามีผลิตภัณฑ์นาโนเทคโนโลยีที่ระบุโดยผู้ผลิตกว่า 800 รายการเผยแพร่สู่สาธารณะ โดยมีผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ออกสู่ตลาดในอัตรา 3-4 ต่อสัปดาห์ [20]โครงการแสดงรายการผลิตภัณฑ์ทั้งหมดในฐานข้อมูลออนไลน์ที่เข้าถึงได้แบบสาธารณะ การใช้งานส่วนใหญ่จำกัดเฉพาะการใช้วัสดุนาโนแบบพาสซีฟ "รุ่นแรก" ซึ่งรวมถึงไททาเนียมไดออกไซด์ในครีมกันแดด เครื่องสำอาง สารเคลือบพื้นผิว[62]และผลิตภัณฑ์อาหารบางชนิด คาร์บอน allotropes ใช้ในการผลิตเทปตุ๊กแก ; เงินในบรรจุภัณฑ์อาหาร เสื้อผ้า ยาฆ่าเชื้อ และเครื่องใช้ในครัวเรือน ซิงค์ออกไซด์ในครีมกันแดดและเครื่องสำอาง สารเคลือบพื้นผิว สี และสารเคลือบเงาเฟอร์นิเจอร์กลางแจ้ง และซีเรียมออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชื้อเพลิง (19)

การใช้งานเพิ่มเติมช่วยให้ลูกเทนนิสมีอายุการใช้งานนานขึ้นลูกกอล์ฟสามารถบินได้ตรงขึ้น และแม้แต่ลูกโบว์ลิ่งก็จะมีความทนทานและมีพื้นผิวที่แข็งขึ้น กางเกงขายาวและถุงเท้าถูกผสมด้วยนาโนเทคโนโลยีเพื่อให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและทำให้ผู้คนเย็นสบายในฤดูร้อน ผ้าพันแผลถูกผสมด้วยอนุภาคนาโนเงินเพื่อรักษาบาดแผลให้เร็วขึ้น [63] วิดีโอเกมคอนโซลและคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลอาจมีราคาถูกลง เร็วขึ้น และมีหน่วยความจำมากขึ้นด้วยนาโนเทคโนโลยี [64]นอกจากนี้ เพื่อสร้างโครงสร้างสำหรับการประมวลผลชิปด้วยแสง เช่น การประมวลผลข้อมูลควอนตัมออปติคัลชิป และการส่งข้อมูลพิโควินาที [65]

นาโนเทคโนโลยีอาจมีความสามารถในการทำให้โปรแกรมทางการแพทย์ที่มีอยู่มีราคาถูกลงและง่ายต่อการใช้งานในสถานที่ต่างๆ เช่นสำนักงานแพทย์ทั่วไปและที่บ้าน [66]รถยนต์ถูกผลิตขึ้นด้วยวัสดุนาโนดังนั้นพวกเขาจึงอาจต้องการโลหะน้อยลงและใช้เชื้อเพลิงน้อยลงเพื่อใช้งานในอนาคต [67]

นักวิทยาศาสตร์กำลังหันมาใช้นาโนเทคโนโลยีเพื่อพยายามพัฒนาเครื่องยนต์ดีเซลที่มีควันไอเสียที่สะอาดขึ้น ปัจจุบันแพลตตินัมถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเครื่องยนต์ดีเซลในเครื่องยนต์เหล่านี้ ตัวเร่งปฏิกิริยาคือสิ่งที่ทำความสะอาดอนุภาคควันไอเสีย ขั้นแรกให้ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาการรีดักชันเพื่อนำอะตอมไนโตรเจนจากโมเลกุล NOx ไปปล่อยออกซิเจน ถัดไป ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันจะออกซิไดซ์ไฮโดรคาร์บอนและคาร์บอนมอนอกไซด์เพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ [68]แพลตตินัมถูกใช้ทั้งในตัวเร่งปฏิกิริยารีดักชันและตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน [69]แม้ว่าการใช้แพลตตินั่มจะไม่มีประสิทธิภาพเนื่องจากมีราคาแพงและไม่ยั่งยืน บริษัท InnovationsFonden ของเดนมาร์กลงทุน DKK 15 ล้านในการค้นหาสารทดแทนตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่โดยใช้นาโนเทคโนโลยี เป้าหมายของโครงการซึ่งเปิดตัวในฤดูใบไม้ร่วงปี 2014 คือการเพิ่มพื้นที่ผิวให้สูงสุดและลดปริมาณวัสดุที่ต้องการ วัตถุมีแนวโน้มที่จะลดพลังงานพื้นผิวของพวกมัน น้ำสองหยดจะรวมกันเป็นหนึ่งหยดและลดพื้นที่ผิว หากพื้นที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาที่สัมผัสกับควันไอเสียถูกขยายให้สูงสุด ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นสูงสุด ทีมงานที่ทำงานในโครงการนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างอนุภาคนาโนที่จะไม่รวมกัน ทุกครั้งที่ปรับพื้นผิวให้เหมาะสม วัสดุจะถูกบันทึก ดังนั้น การสร้างอนุภาคนาโนเหล่านี้จะเพิ่มประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาของเครื่องยนต์ดีเซล ส่งผลให้ควันไอเสียสะอาดขึ้น และลดต้นทุน หากประสบความสำเร็จ ทีมงานหวังที่จะลดการใช้แพลตตินั่มลง 25% [70]

นาโนเทคโนโลยียังมีบทบาทที่โดดเด่นในด้านการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิศวกรรมเนื้อเยื่อ เมื่อออกแบบโครงนั่งร้าน นักวิจัยพยายามเลียนแบบคุณลักษณะระดับนาโนของสภาพแวดล้อมจุลภาคของเซลล์เพื่อควบคุมความแตกต่างของสายเลือดที่เหมาะสม [71]ตัวอย่างเช่น เมื่อสร้างโครงเพื่อรองรับการเจริญเติบโตของกระดูก นักวิจัยอาจเลียนแบบหลุมดูดซับของosteoclast [72]

นักวิจัยประสบความสำเร็จในการใช้ nanobots ที่ใช้DNA origamiซึ่งสามารถทำหน้าที่ตรรกะเพื่อให้ได้ยาตามเป้าหมายในแมลงสาบ มันก็บอกว่าอำนาจการคำนวณของ nanobots เหล่านี้สามารถปรับขนาดขึ้นกับที่ของพลเรือจัตวา 64 [73]

นาโนอิเล็กทรอนิกส์

การผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์นาโนอิเล็กทรอนิกส์ เชิงพาณิชย์เริ่มขึ้นในปี 2010 ในปี 2013, SK Hynixเริ่มเชิงพาณิชย์มวลผลิต16 นาโนเมตรกระบวนการ[74] TSMCเริ่มผลิต 16 นาโนเมตรFinFETกระบวนการ[75]และซัมซุงอิเล็กทรอนิกส์เริ่มการผลิต10 นาโนเมตรกระบวนการ [76] TSMCเริ่มผลิตกระบวนการ7 นาโนเมตรในปี 2560 [77]และ Samsung เริ่มผลิตกระบวนการ5 นาโนเมตรในปี 2561 [78]ในปี 2562 ซัมซุงประกาศแผนการผลิตเชิงพาณิชย์ของกระบวนการGAAFETขนาด3 นาโนเมตรภายในปี 2564 . [79]      

การผลิตหน่วยความจำเซมิคอนดักเตอร์นาโนอิเล็กทรอนิกส์เชิงพาณิชย์ก็เริ่มขึ้นในปี 2010 ในปี 2013 SK Hynixเริ่มผลิตหน่วยความจำแฟลช NAND ขนาด16  นาโนเมตรจำนวน มาก[74]และSamsungเริ่มผลิตหน่วยความจำแฟลช NAND แบบเซลล์หลายระดับ (MLC) ขนาด10 นาโนเมตร [76]ในปี 2560 TSMCเริ่มผลิตหน่วยความจำSRAMโดยใช้กระบวนการ7 นาโนเมตร [77] 

ประเด็นที่น่ากังวลคือผลกระทบที่การผลิตและการใช้วัสดุนาโนในระดับอุตสาหกรรมจะมีต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม ตามที่แนะนำโดยการวิจัยด้านพิษวิทยาระดับนาโน ด้วยเหตุผลเหล่านี้ บางกลุ่มจึงสนับสนุนให้รัฐบาลควบคุมนาโนเทคโนโลยี คนอื่นโต้แย้งว่าการควบคุมที่มากเกินไปจะขัดขวางการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการพัฒนานวัตกรรมที่เป็นประโยชน์ หน่วยงานวิจัยด้านสาธารณสุขเช่นสถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและอาชีวอนามัยกำลังดำเนินการวิจัยอย่างจริงจังเกี่ยวกับผลกระทบด้านสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสกับอนุภาคนาโน [80] [81]

บางผลิตภัณฑ์อนุภาคนาโนอาจจะมีผลที่ไม่ตั้งใจ นักวิจัยได้ค้นพบว่าอนุภาคนาโนสีเงินที่เป็นแบคทีเรียซึ่งใช้ในถุงเท้าเพื่อลดกลิ่นเท้าถูกปล่อยออกมาในการซัก [82]อนุภาคเหล่านี้จะถูกชะล้างลงในกระแสน้ำเสียและอาจทำลายแบคทีเรียซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบนิเวศธรรมชาติ ฟาร์ม และกระบวนการบำบัดของเสีย [83]

การพิจารณาสาธารณะเกี่ยวกับการรับรู้ความเสี่ยงในสหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักรดำเนินการโดยศูนย์นาโนเทคโนโลยีในสังคม พบว่าผู้เข้าร่วมมีแง่บวกเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยีสำหรับการใช้งานด้านพลังงานมากกว่าการใช้งานด้านสุขภาพ โดยการใช้งานด้านสุขภาพทำให้เกิดปัญหาด้านศีลธรรมและจริยธรรม เช่น ต้นทุนและความพร้อมใช้งาน [84]

ผู้เชี่ยวชาญ รวมทั้งผู้อำนวยการโครงการ Woodrow Wilson Center's Project on Emerging Nanotechnologies David Rejeski ได้ให้การ[85]ว่าการค้าที่ประสบความสำเร็จนั้นขึ้นอยู่กับการกำกับดูแลที่เพียงพอ กลยุทธ์การวิจัยความเสี่ยง และการมีส่วนร่วมของสาธารณชน เบิร์กลีย์ รัฐแคลิฟอร์เนียปัจจุบันเป็นเมืองเดียวในสหรัฐอเมริกาที่ควบคุมนาโนเทคโนโลยี [86] เมือง เคมบริดจ์ รัฐแมสซาชูเซตส์ในปี 2551 ได้พิจารณาให้ออกกฎหมายที่คล้ายกัน[87]แต่ท้ายที่สุดก็ปฏิเสธ [88]

ปัญหาด้านสุขภาพและสิ่งแวดล้อม

วิดีโอเกี่ยวกับผลกระทบด้านสุขภาพและความปลอดภัยของนาโนเทคโนโลยี

นาโนไฟเบอร์ถูกนำมาใช้ในหลายพื้นที่และในผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน ในทุกส่วนตั้งแต่ปีกเครื่องบินไปจนถึงไม้เทนนิส การสูดดมอนุภาคนาโนอากาศและเส้นใยนาโนอาจนำไปสู่จำนวนของโรคปอดเช่นโรคปอด [89]นักวิจัยพบว่าเมื่อหนูหายใจด้วยอนุภาคนาโน อนุภาคจะตกตะกอนในสมองและปอด ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในไบโอมาร์คเกอร์สำหรับการอักเสบและการตอบสนองต่อความเครียด[90]และอนุภาคนาโนทำให้เกิดริ้วรอยของผิวหนังจากความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันในหนูที่ไม่มีขน [91] [92]

การศึกษาสองปีที่โรงเรียนสาธารณสุขของ UCLA พบว่าหนูทดลองที่บริโภคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์แสดงให้เห็นความเสียหายของ DNA และโครโมโซมในระดับ "ที่เชื่อมโยงกับฆาตกรรายใหญ่ทั้งหมดของมนุษย์ กล่าวคือ มะเร็ง โรคหัวใจ โรคทางระบบประสาท และอายุที่เพิ่มขึ้น" [93]

การศึกษาสำคัญที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในNature Nanotechnologyชี้ให้เห็นว่าท่อนาโนคาร์บอนบางรูปแบบซึ่งเป็นเด็กโปสเตอร์สำหรับ "การปฏิวัตินาโนเทคโนโลยี" อาจเป็นอันตรายได้เท่ากับแร่ใยหินหากสูดดมในปริมาณที่เพียงพอ แอนโธนี่ ซีตันจากสถาบันอาชีวเวชศาสตร์ในเอดินบะระ สกอตแลนด์ ผู้เขียนบทความเกี่ยวกับท่อนาโนคาร์บอนกล่าวว่า "เรารู้ว่าบางส่วนอาจมีศักยภาพที่จะทำให้เกิดมะเร็งเยื่อหุ้มปอดได้ ดังนั้น วัสดุประเภทนี้จึงต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวัง" [94]ในกรณีที่ไม่มีกฎระเบียบเฉพาะจากรัฐบาล Paull และ Lyons (2008) ได้เรียกร้องให้มีการแยกอนุภาคนาโนที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมในอาหาร [95]บทความในหนังสือพิมพ์รายงานว่าคนงานในโรงงานสีพัฒนาโรคปอดร้ายแรงและพบอนุภาคนาโนในปอด [96] [97] [98] [99]

เรียกร้องให้มีการควบคุมนาโนเทคโนโลยีที่เข้มงวดขึ้นควบคู่ไปกับการอภิปรายที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับความเสี่ยงด้านสุขภาพของมนุษย์และความปลอดภัยของนาโนเทคโนโลยี [100]มีการถกเถียงกันอย่างมีนัยสำคัญว่าใครเป็นผู้รับผิดชอบกฎระเบียบของนาโนเทคโนโลยี ปัจจุบันหน่วยงานกำกับดูแลบางแห่งครอบคลุมผลิตภัณฑ์และกระบวนการนาโนเทคโนโลยีบางส่วน (ในระดับต่างๆ กัน) โดยการ "ยึดเอา" นาโนเทคโนโลยีเข้ากับกฎระเบียบที่มีอยู่ ทำให้มีช่องว่างที่ชัดเจนในระบอบการปกครองเหล่านี้ [11]เดวีส์ (2008) ได้เสนอแผนงานด้านกฎระเบียบที่อธิบายขั้นตอนต่างๆ เพื่อจัดการกับข้อบกพร่องเหล่านี้ [102]

ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียที่เกี่ยวข้องกับการขาดกรอบการกำกับดูแลในการประเมินและควบคุมความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยอนุภาคนาโนและท่อนาโนได้ทำให้เกิดความคล้ายคลึงกันกับโรคไข้สมองอักเสบจากสปองจิฟอร์มวัว ( โรค "วัวบ้า") ธาลิโดไมด์ อาหารดัดแปลงพันธุกรรม[103]พลังงานนิวเคลียร์ การสืบพันธุ์ เทคโนโลยีชีวภาพและasbestosis ดร.แอนดรูว์ เมย์นาร์ด หัวหน้าที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ของโครงการ Woodrow Wilson Center's Emerging Nanotechnologies สรุปว่า เงินทุนไม่เพียงพอสำหรับการวิจัยด้านสุขภาพและความปลอดภัยของมนุษย์ และด้วยเหตุนี้จึงมีความเข้าใจที่จำกัดเกี่ยวกับความเสี่ยงด้านสุขภาพและความปลอดภัยของมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับนาโนเทคโนโลยี . [104]ด้วยเหตุนี้ นักวิชาการบางคนจึงเรียกร้องให้ใช้หลักการป้องกันไว้ก่อนที่เข้มงวดยิ่งขึ้นด้วยการอนุมัติทางการตลาดที่ล่าช้า การติดฉลากที่ปรับปรุง และข้อกำหนดการพัฒนาข้อมูลความปลอดภัยเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับนาโนเทคโนโลยีบางรูปแบบ [105] [106]

รายงานของ Royal Society [17]ระบุถึงความเสี่ยงที่อนุภาคนาโนหรือท่อนาโนจะถูกปล่อยออกมาระหว่างการกำจัด การทำลาย และการรีไซเคิล และแนะนำว่า "ผู้ผลิตผลิตภัณฑ์ที่อยู่ภายใต้ระบอบความรับผิดชอบของผู้ผลิตที่ยืดเยื้อ เช่น กฎเกณฑ์การหมดอายุการใช้งานจะเผยแพร่ขั้นตอนที่สรุปว่าสิ่งเหล่านี้เป็นอย่างไร วัสดุจะได้รับการจัดการเพื่อลดการสัมผัสของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมที่เป็นไปได้ " (หน้า xiii)

ศูนย์นาโนเทคโนโลยีในสังคมพบว่าผู้คนตอบสนองต่อนาโนเทคโนโลยีต่างกันไป ขึ้นอยู่กับการใช้งาน โดยผู้เข้าร่วมในการอภิปรายสาธารณะในเชิงบวกเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยีสำหรับพลังงานมากกว่าการใช้งานด้านสุขภาพ ชี้ให้เห็นว่าการเรียกร้องกฎระเบียบระดับนาโนของสาธารณชนอาจแตกต่างกันไปตามภาคเทคโนโลยี [84]

  1. ^ Drexler, เคเอริค (1986) เครื่องยนต์ของการสร้าง: ยุคมาของนาโนเทคโนโลยี ดับเบิ้ลเดย์. ISBN 978-0-385-19973-5.
  2. ^ เดร็กซ์เลอร์, เค. เอริค (1992). Nanosystems: โมเลกุลเครื่องจักร, การผลิตและการคำนวณ นิวยอร์ก: John Wiley & Sons ISBN 978-0-171-57547-4.
  3. ^ Hubler, A. (2010). "แบตเตอรี่ควอนตัมดิจิทัล: พลังงานและการจัดเก็บข้อมูลในอาร์เรย์หลอดนาโนสุญญากาศ" ความซับซ้อน 15 (5): 48–55. ดอย : 10.1002/cplx.20306 . S2CID  6994736 .
  4. ^ Shinn, E. (2012). "การแปลงพลังงานนิวเคลียร์ด้วยกองตัวเก็บประจุนาโนกราฟีน" ความซับซ้อน 18 (3): 24-27. Bibcode : 2013Cmplx..18c..24S . ดอย : 10.1002/cplx.21427 . S2CID  35742708 .
  5. ^ Elishakoff,I., D. Pentaras, K. Dujat, C. Versaci, G. Muscolino, J. Storch, S. Bucas, N. Challamel, T. Natsuki, YY Zhang, CM Wang และ G. Ghyselinck, Carbon Nanotubes และเซ็นเซอร์นาโน: การสั่น การโก่งตัว และแรงกระแทกจากขีปนาวุธ ISTE-Wiley, London, 2012, XIII+pp.421; ไอ 978-1-84821-345-6 .
  6. ^ ลียง, เดวิด; et., อัล. (2013). "การพึ่งพาขนาดช่องว่างของความเป็นฉนวนในช่องว่างสูญญากาศนาโน" ธุรกรรมอีอีอี dielectrics และฉนวนกันความร้อนไฟฟ้า 20 (4): 1467–1471. ดอย : 10.1109/TDEI.2013.6571470 . S2CID  709782 .
  7. ^ Saini, ราจีฟ; Saini, ซานโตช; ชาร์มา, สุกานดา (2010). "นาโนเทคโนโลยี: ยาแห่งอนาคต" . วารสารศัลยกรรมผิวหนังและความงาม . 3 (1): 32–33. ดอย : 10.4103/0974-2077.63301 . พีเอ็ม ซี 2890134 . PMID  20606992 .
  8. ^ Belkin, A.; et., อัล. (2015). "โครงสร้างนาโนที่ประกอบขึ้นเองได้และหลักการผลิตเอนโทรปีสูงสุด" . วิทย์. ตัวแทนจำหน่าย 5 : 8323. Bibcode : 2015NatSR...5E8323B . ดอย : 10.1038/srep08323 . พีเอ็ม ซี 4321171 . PMID  25662746 .
  9. ^ Buzea, C .; ปาเชโก้ II; ร็อบบี้, เค. (2007). "วัสดุนาโนและอนุภาคนาโน: แหล่งที่มาและความเป็นพิษ". Biointerphases 2 (4): MR17–MR71 arXiv : 0801.3280 . ดอย : 10.1116/1.2815690 . PMID  20419892 . S2CID  35457219 .
  10. ^ บินนิก, จี.; โรห์เรอร์, เอช. (1986). "กล้องจุลทรรศน์สแกนอุโมงค์". วารสารการวิจัยและพัฒนาไอบีเอ็ม . 30 (4): 355–69.
  11. ^ "ข่าวประชาสัมพันธ์: รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ พ.ศ. 2529" . โนเบลไพรซ์.org 15 ตุลาคม 2529 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 5 มิถุนายน 2554 . สืบค้นเมื่อ12 พฤษภาคม 2011 .
  12. ^ โครโต, HW; เฮลธ์ เจอาร์; โอไบรอัน เซาท์แคโรไลนา; ขด, RF; สมอลลีย์, RE (1985). "C 60 : บัคมินสเตอร์ฟูลเลอรีน" ธรรมชาติ . 318 (6042): 162–163. Bibcode : 1985Natur.318..162K . ดอย : 10.1038/318162a0 . S2CID  4314237 .
  13. ^ อดัมส์ WW; บาห์แมน, อาร์เอช (2005). "ย้อนหลัง: Richard E. Smalley (1943-2005)" . วิทยาศาสตร์ . 310 (5756): 1916. ดอย : 10.1126/science.1122120 . PMID  16373566 .
  14. ^ Monthioux, มาร์ค; Kuznetsov, V (2006). "ใครควรได้รับเครดิตในการค้นพบท่อนาโนคาร์บอน" (PDF) . คาร์บอน . 44 (9): 1621–1623. ดอย : 10.1016/j.carbon.2006.03.019 .
  15. ^ Pasa, Andre Avelino (2010). "บทที่ 13: โลหะ Nanolayer-Base ทรานซิสเตอร์" คู่มือของนาโนฟิสิกส์: นาโนอิเล็กทรอนิกส์และนาโนโฟโตนิกส์ . ซีอาร์ซีกด น. 13–1, 13–4. ISBN 978140075519.
  16. ^ Tsu-Jae King, Liu (11 มิถุนายน 2555) "FinFET: History, พื้นฐานและอนาคต" มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ . ประชุมวิชาการเกี่ยวกับเทคโนโลยี VLSI หลักสูตรระยะสั้น สืบค้นเมื่อ9 กรกฎาคม 2019 .
  17. ^ "นาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยี: โอกาสและความไม่แน่นอน" . ราชสมาคมและราชบัณฑิตยสถานแห่งวิศวกรรม กรกฎาคม 2547 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 26 พฤษภาคม 2554 . สืบค้นเมื่อ13 พฤษภาคม 2011 .
  18. ^ "นาโนเทคโนโลยี: Drexler และสมอทำให้กรณีและต่อต้าน 'ประกอบโมเลกุล' " & วิศวกรรมเคมีข่าว 81 (48): 37–42. 1 ธันวาคม 2546. ดอย : 10.1021/cen-v081n036.p037 . สืบค้นเมื่อ9 พฤษภาคม 2010 .
  19. ^ "ศูนย์ข้อมูลนาโนเทคโนโลยี : คุณสมบัติ การใช้งาน การวิจัย และแนวทางความปลอดภัย" . องค์ประกอบอเมริกัน เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 26 ธันวาคม 2557 . สืบค้นเมื่อ13 พฤษภาคม 2011 .
  20. ^ "การวิเคราะห์: นี่เป็นครั้งแรกที่เปิดเผยต่อสาธารณชนสินค้าคงคลังในเส้นของนาโนเทคโนโลยีที่ใช้ผลิตภัณฑ์ของผู้บริโภค" โครงการนาโนเทคโนโลยีเกิดใหม่. 2551. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 5 พฤษภาคม 2554 . สืบค้นเมื่อ13 พฤษภาคม 2011 .
  21. ^ "ผลผลิต Nanosystems เทคโนโลยี Roadmap" (PDF) เก็บถาวร (PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 2013-09-08
  22. ^ "นาซ่าร่างแผนงานนาโนเทคโนโลยี" (PDF) . เก็บถาวร (PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 2013-01-22
  23. ^ "Still Room at the Bottom (ทรานซิสเตอร์นาโนเมตรที่พัฒนาโดย Yang-kyu Choi จากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงของเกาหลี)" , Nanoparticle News , 1 เมษายน 2549 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน 2555
  24. ^ ลี ฮยอนจิน; และคณะ (2006), "Sub-5nm All-Around Gate FinFET สำหรับ Ultimate Scaling", Symposium on VLSI Technology, 2006 : 58–59, doi : 10.1109/VLSIT.2006.1705215 , hdl : 10203/698 , ISBN 978-1-4244-0005-8, S2CID  26482358
  25. ^ a b c d ทรัพย์สินทางปัญญาโลกรายงานอสังหาริมทรัพย์: การพัฒนานวัตกรรมและการเติบโตทางเศรษฐกิจ (PDF) องค์การทรัพย์สินทางปัญญาโลก . 2558. หน้า 112–4 . สืบค้นเมื่อ9 กรกฎาคม 2019 .
  26. ^ อัลฮอฟฟ์, ฟริตซ์; หลิน, แพทริค; มัวร์, แดเนียล (2010). นาโนเทคโนโลยีคืออะไรและสำคัญอย่างไร: จากวิทยาศาสตร์สู่จริยธรรม . จอห์น ไวลีย์ แอนด์ ซันส์. น. 3-5. ISBN 978-1-4051-7545-6.
  27. ^ Prasad, SK (2551). แนวคิดสมัยใหม่ในนาโนเทคโนโลยี สำนักพิมพ์ดิสคัฟเวอรี่. น. 31–32. ISBN 978-81-8356-296-6.
  28. ^ คาห์น, เจนนิเฟอร์ (2006). "นาโนเทคโนโลยี". เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก . 2549 (มิถุนายน): 98–119
  29. ^ คราลจ์, สลาฟโก; มาโคเวก, ดาร์โก (27 ตุลาคม 2558). "การรวมกลุ่มแม่เหล็กของคลัสเตอร์อนุภาคนาโนของเหล็กออกไซด์ที่มีฤทธิ์พิเศษยิ่งยวดเป็น Nanochains และ Nanobundles" เอซีเอสนาโน 9 (10): 9700–9707 ดอย : 10.1021/acsnano.5b02328 . PMID  26394039 .
  30. ^ Rodgers, P. (2006). "นาโนอิเล็กทรอนิกส์: ไฟล์เดียว" . นาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ . ดอย : 10.1038/nnano.2006.5 .
  31. ^ ลูบิค เอ็น; เบตต์, เคลลี่ (2551). "ถุงเท้าสีเงินมีซับในสีขุ่น" สิ่งแวดล้อมวิทย์เทคโนล. 42 (11): 3910. Bibcode : 2008EnST...42.3910L . ดอย : 10.1021/es0871199 . PMID  18589943 .
  32. ^ Phoenix, คริส (มีนาคม 2005)นาโนเทคโนโลยี: การพัฒนาโมเลกุลการผลิต ที่เก็บไว้ 2005/09/01 ที่เครื่อง Wayback crnano.org
  33. ^ "เอกสารบางส่วนโดย K. Eric Drexler" . imm.org เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2006-04-11
  34. ^ คาร์โล Montemagno, Ph.D. เก็บถาวร 2011-09-17 ที่ Wayback Machine California NanoSystems Institute
  35. ^ "เรื่องปก – นาโนเทคโนโลยี" . ข่าวเคมีและวิศวกรรม . 81 (48): 37–42. 1 ธันวาคม 2546
  36. ^ เรแกน, คริสตศักราช; อโลนี เอส; เซ่นเค; ริตชี่, RO; เซทเทิล เอ (2005). "นาโนมอเตอร์พลังนาโนคริสตัล" (PDF) . นาโนจดหมาย 5 (9): 1730–3. Bibcode : 2005NanoL...5.1730R . ดอย : 10.1021/nl0510659 . OSTI  1017464 . PMID  16159214 . เก็บถาวรจากต้นฉบับ (PDF)เมื่อ 2006-05-10
  37. ^ เรแกน, คริสตศักราช; อโลนี เอส.; เซ่น, เค.; Zettl, A. (2005). "พื้นผิวแรงขับเคลื่อน Nanoelectromechanical ผ่อนคลาย oscillator" (PDF) สมัครจดหมายฟิสิกส์ 86 (12): 123119. Bibcode : 2005ApPhL..86l3119R . ดอย : 10.1063/1.1887827 . เก็บถาวร (PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 2006-05-26
  38. ^ กู๊ดแมน RP; สชาป, ไอเอที; ทาร์ดิน, CF; เออร์เบน CM; เบอร์รี่, RM; ชมิดท์, CF; Turberfield, AJ (9 ธันวาคม 2548) "การประกอบ chiral อย่างรวดเร็วของหน่วยการสร้าง DNA ที่แข็งสำหรับการสร้างนาโนโมเลกุล" วิทยาศาสตร์ . 310 (5754): 1661–1665. Bibcode : 2005Sci...310.1661G . ดอย : 10.1126/science.1120367 . PMID  16339440 . S2CID  13678773 .
  39. ^ "ระบบไร้สาย nanocrystals เปล่งประสิทธิภาพที่มองเห็นแสง" เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 14 พฤศจิกายน 2555 . สืบค้นเมื่อ5 สิงหาคม 2558 .
  40. ^ นารายณ์, อาร์เจ; Kumta, PN; Sfeir, Ch.; ลี ดีเอช.; ชอย, ดี.; Olton, D. (2004). "เซรามิกที่มีโครงสร้างนาโนในอุปกรณ์การแพทย์: การใช้งานและอนาคต". จอม . 56 (10): 38–43. Bibcode : 2004JOM....56j..38N . ดอย : 10.1007/s11837-004-0289-x . S2CID  137324362 .
  41. ^ โช, หงสิก; Pinkhassik, ยูจีน; เดวิด, วาเลนติน; สจวร์ต, จอห์น; รีบร้อนกะเหรี่ยง (31 พฤษภาคม 2558). "การตรวจจับความเสียหายของกระดูกอ่อนในระยะแรกโดยใช้นาโนโซมที่เป็นเป้าหมายในแบบจำลองเมาส์โรคข้อเข่าเสื่อมภายหลังบาดแผล" Nanomedicine: นาโนเทคโนโลยีชีววิทยาและการแพทย์ 11 (4): 939–946. ดอย : 10.1016/j.nano.2015.01.011 . PMID  25680539 .
  42. ^ กีรติวิทยนันท์, ปุณยวีร์; แคร์โรว์, เจมส์ เค.; Gaharwar, Akhilesh K. (พฤษภาคม 2015). "วัสดุนาโนสำหรับการตอบสนองเซลล์ต้นกำเนิดทางวิศวกรรม". วัสดุขั้นสูงด้านการรักษาพยาบาล 4 (11): 1600–27. ดอย : 10.1002/adhm.201500272 . PMID  26010739 .
  43. ^ Gaharwar อลาสก้า; ซานท์, เอส.; แฮนค็อก, เอ็มเจ; การแฮ็ก, SA, สหพันธ์ (2013). วัสดุนาโนในด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ: การผลิตและการใช้งาน อ็อกซ์ฟอร์ด: สำนักพิมพ์วูดเฮด. ISBN 978-0-85709-596-1.
  44. ^ Gaharwar อลาสก้า; Peppas, นา; Khademhosseini, A. (มีนาคม 2014). "ไฮโดรเจลนาโนคอมโพสิตสำหรับการใช้งานด้านชีวการแพทย์" . เทคโนโลยีชีวภาพและวิศวกรรมชีวภาพ . 111 (3): 441–53. ดอย : 10.1002/bit.25160 . PMC  3924876 . PMID  24264728 .
  45. ^ Eslamian L, Borzabadi-Farahani A, Karimi S, Saadat S, Badiee MR (กรกฎาคม 2020) "การประเมินผลของความแรงเฉือนและต้านเชื้อแบคทีเรียกิจกรรมของฟันกาวที่มีส่วนผสมของอนุภาคนาโนซิลเวอร์, การศึกษาในหลอดทดลอง" วัสดุนาโน 10 (8) : 1466. ดอย : 10.3390/nano10081466 . PMC  7466539 . PMID  32727028 .
  46. ^ เลวินส์, คริสโตเฟอร์ จี.; ชาฟไมสเตอร์, คริสเตียน อี. (2006). "การสังเคราะห์โครงสร้างโค้งและเชิงเส้นจากชุดโมโนเมอร์ที่น้อยที่สุด" . เคมีอินฟอร์ . 37 (5). ดอย : 10.1002/chin.200605222 .
  47. ^ "แอพพลิเคชั่น/ผลิตภัณฑ์" . ความคิดริเริ่มนาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2010-11-20 . ดึงข้อมูลเมื่อ2007-10-19 .
  48. ^ "รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2550" . โนเบลไพรซ์.org เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2011-08-05 . ดึงข้อมูลเมื่อ2007-10-19 .
  49. ^ Das S, Gates AJ, Abdu HA, Rose GS, Picconatto CA, Ellenbogen JC (2007) "การออกแบบสำหรับวงจรนาโนอิเล็กทรอนิกส์วัตถุประสงค์พิเศษขนาดเล็กพิเศษ" ธุรกรรม IEEE บนวงจรและระบบ 1 54 (11): 2528-2540. ดอย : 10.1109/TCSI.2007.907864 . S2CID  13575385 .
  50. ^ Mashaghi, S.; จาดิดี, ต.; Koenderink, G.; Mashaghi, A. (2013). "ลิปิดนาโนเทคโนโลยี" . อินเตอร์ เจ โมล. วิทย์ . 2013 (14): 4242–4282. ดอย : 10.3390/ijms14024242 . พีเอ็ม ซี 3588097 . PMID  23429269 .
  51. ^ โฮแกนซีไมเคิล (2010) "ไวรัส" ที่จัดเก็บ 2011/10/16 ที่เครื่อง Waybackในสารานุกรมของโลก สภาวิทยาศาสตร์และสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ. สหพันธ์ S. Draggan และ C. Cleveland
  52. ^ Kubik T, Bogunia-Kubik K, Sugisaka M (2005). "นาโนเทคโนโลยีกับการปฏิบัติหน้าที่ในทางการแพทย์". เคอเร ฟาร์ม ไบโอเทคโนล . 6 (1): 17–33. ดอย : 10.2174/1389201053167248 . PMID  15727553 .
  53. ^ เลียรี เอสพี; หลิว CY; อาปุซโซ รัฐแมริแลนด์ (2006). "สู่การเกิดขึ้นของ Nanoeurosurgery: ตอนที่ III-Nanomedicine: Nanotherapy เป้าหมาย Nanosurgery และความคืบหน้าสู่การบรรลุผล Nanoneurosurgery" ศัลยกรรมประสาท . 58 (6): 1009–1026. ดอย : 10.1227/01.NEU.0000217016.79256.16 . PMID  16723880 . S2CID  33235348 .
  54. ^ Cavalcanti, A.; ชิรินเซเดห์ บี.; Freitas, R.; เคร็ตลี, แอล. (2007). "สถาปัตยกรรมนาโนโรบ็อตทางการแพทย์จากนาโนไบโออิเล็กทรอนิกส์". สิทธิบัตรล่าสุดเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยี 1 (1): 1–10. ดอย : 10.2174/187221007779814745 . PMID  19076015 . S2CID  9807497 .
  55. ^ Boukallel M, Gauthier M, Dauge M, Piat E, Abadie J (2007) "สมาร์ท microrobots สำหรับลักษณะเซลล์กลและ convoying เซลล์" (PDF) IEEE ทรานส์ ไบโอเมด . 54 (8): 1536–40. ดอย : 10.1109/TBME.2007.891171 . PMID  17694877 . S2CID  1119820 .
  56. ^ "มุมมองระหว่างประเทศว่าด้วยกองทุนนาโนเทคโนโลยีของรัฐบาล พ.ศ. 2548" (PDF) . เก็บถาวรจากต้นฉบับ (PDF)เมื่อ 2012-01-31
  57. ^ แลปชิน, อาร์วี (2004). "คุณลักษณะที่มุ่งเน้นวิธีการสแกนกล้องจุลทรรศน์สอบสวนและนาโนเทคโนโลยี" (PDF) นาโนเทคโนโลยี . 15 (9): 1135–1151. รหัส : 2004Nanot..15.1135L . ดอย : 10.1088/0957-4484/15/9/006 . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2013-09-09
  58. ^ แลปชิน, RV (2011). "กล้องจุลทรรศน์โพรบสแกนเชิงคุณลักษณะ" ใน HS Nalwa (ed.) สารานุกรมของนาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยี (PDF) . 14 . สหรัฐอเมริกา: สำนักพิมพ์วิทยาศาสตร์อเมริกัน หน้า 105–115. ISBN 978-1-58883-163-7. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2013-09-09
  59. ^ Kafshgari, MH; Voelcker, นิวแฮมป์เชียร์; ฮาร์ดิง, เอฟเจ (2015). "การประยุกต์ใช้โครงสร้างนาโนซิลิกอนที่ไม่มีวาเลนต์ในชีวการแพทย์". นาโนเมดิซีน (ลอนดอน) . 10 (16): 2553–71. ดอย : 10.2217/nnm.15.91 . PMID  26295171 .
  60. ^ Rajan, เรชมี; โฮเซ่, โชมา; Mukund รองประธาน Biju; Vasudevan, ดีพา ต. (2011-01-01). "ทรานสเฟอโรโซม – ระบบนำส่งผ่านผิวหนังแบบตุ่มเพื่อการซึมผ่านของยาที่ดียิ่งขึ้น" . วารสารเทคโนโลยีเภสัชกรรมขั้นสูงและการวิจัย . 2 (3): 138–143. ดอย : 10.4103/2231-4040.85524 . พีเอ็ม ซี 3217704 . PMID  22171309 .
  61. ^ ใช้นาโนเทคเพื่อยกระดับอุตสาหกรรม, ผลผลิตทางการเกษตร Archived 2012-04-26 ที่ Wayback Machine , The Daily Star (บังคลาเทศ) , 17 เมษายน 2555
  62. ^ Kurtoglu ME; Longenbach ต.; เรดดิงตันพี.; Gogotsi Y. (2011). "ผลของอุณหภูมิการเผาและสิ่งแวดล้อมที่มีต่อโฟโตคะตาไลติกและคุณสมบัติทางกลของฟิล์มไททาเนียมไดออกไซด์ Ultrathin Sol–Gel" วารสารสมาคมเซรามิกอเมริกัน . 94 (4): 1101–1108. ดอย : 10.1111/j.1551-2916.2010.04218.x .
  63. ^ "สินค้าอุปโภคบริโภคนาโนเทคโนโลยี" . nnin.org 2553. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 19 มกราคม 2555 . สืบค้นเมื่อ23 พฤศจิกายน 2011 .
  64. ^ Nano ในการคำนวณและอิเล็กทรอนิกส์ เก็บถาวร 2011-11-14 ที่ Wayback Machineที่ NanoandMe.org
  65. ^ เมเยอร์, ​​บี.; แจงเกอร์, แอล.; Loitsch, บี.; ทรู เจ.; Kostenbader, ต.; Lichtmannecker, S.; Reichert, ต.; Morkötter, S.; คานิเบอร์, ม.; Abstreiter, G.; Gies, C .; Koblmüller, G.; ฟินลีย์, เจเจ (2015). "เลเซอร์นาโนไวร์สูงβ แบบผสมผสานแบบเสาหินบนซิลิคอน" นาโนจดหมาย 16 (1): 152–156. Bibcode : 2016NanoL..16..152M . ดอย : 10.1021/acs.nanolett.5b03404 . PMID  26618638 .
  66. ^ นาโนในยา ที่ เก็บถาวร 2011-11-14 ที่ Wayback Machineที่ NanoandMe.org
  67. ^ Nano ในการขนส่ง Archived 2011-10-29 ที่ Wayback Machineที่ NanoandMe.org
  68. ^ Catalytic Converterที่ Wikipedia.org
  69. ^ วิธีการทำงานของ Catalytic Converters เก็บถาวร 2014-12-10 ที่ Wayback Machineที่ howstuffworks.com
  70. ^ นาโนเทคโนโลยีเพื่อให้เครื่องยนต์สะอาดดีเซล ที่เก็บไว้ 2014/12/14 ที่เครื่อง Wayback RDmag.com กันยายน 2014
  71. ^ แคสสิดี้, จอห์น ดับเบิลยู. (2014). "นาโนเทคโนโลยีในการฟื้นฟูเนื้อเยื่อที่ซับซ้อน" . กระดูกและเนื้อเยื่องอกข้อมูลเชิงลึก 5 : 25–35. ดอย : 10.4137/BTRI.S12331 . พีเอ็ม ซี 4471123 . PMID  26097381 .
  72. ^ แคสสิดี้ เจดับบลิว; โรเบิร์ตส์ เจเอ็น; สมิธ แคลิฟอร์เนีย; โรเบิร์ตสัน, ม.; ขาว, ก.; บิ๊กส์, เอ็มเจ; โอเรฟโฟ, ROC; ดัลบี้, เอ็มเจ (2014). "ข้อจำกัดในสายเลือด Osteogenic โดย osteoprogenitors ที่เพาะเลี้ยงบนพื้นผิวร่อง nanometric: บทบาทของการเจริญเต็มที่ของการยึดเกาะโฟกัส" . Acta Biomaterialia 10 (2): 651–660. ดอย : 10.1016/j.actbio.2013.11.08 . พีเอ็ม ซี 3907683 . PMID  24252447 . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2017-08-30
  73. ^ อาเมียร์, วาย.; Ben-Ishay, E.; เลฟเนอร์, ดี.; อิตตาห์ เอส.; Abu-Horowitz, A.; Bachelet, I. (2014). "การคำนวณแบบสากลโดยหุ่นยนต์ DNA origami ในสัตว์ที่มีชีวิต" . นาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ . 9 (5): 353–357. Bibcode : 2014NatNa...9..353A . ดอย : 10.1038/nnano.2014.58 . PMC  4012984 . PMID  24705510 .
  74. ^ "ประวัติศาสตร์: ปี 2010" . SK Hynix สืบค้นเมื่อ8 กรกฎาคม 2019 .
  75. ^ "16 / 12nm เทคโนโลยี" ทีเอสเอ็มซี. สืบค้นเมื่อ30 มิถุนายน 2019 .
  76. ^ "Samsung Mass ผลิต 128Gb 3-bit MLC NAND Flash" . ทอม ฮาร์ดแวร์ . 11 เมษายน 2556 . สืบค้นเมื่อ21 มิถุนายน 2019 .
  77. ^ "7nm เทคโนโลยี" ทีเอสเอ็มซี. สืบค้นเมื่อ30 มิถุนายน 2019 .
  78. ^ ชิลอฟ, แอนทอน. "การพัฒนาเสร็จสิ้นกระบวนการซัมซุง EUV 5nm เทคโนโลยี" www.anandtech.com . สืบค้นเมื่อ2019-05-31 .
  79. ^ Armasu, Lucian (11 มกราคม 2019), "Samsung วางแผนการผลิตชิป GAAFET 3nm จำนวนมากในปี 2564" , www.tomshardware.com
  80. ^ "CDC – นาโนเทคโนโลยี – NIOSH หัวข้อความปลอดภัยและสุขภาพในสถานที่ทำงาน" . สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและอาชีวอนามัย. 15 มิถุนายน 2555 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 4 กันยายน 2558 . สืบค้นเมื่อ2012-08-24 .
  81. ^ “สิ่งพิมพ์และผลิตภัณฑ์ของ CDC – NIOSH – เติมช่องว่างความรู้สำหรับนาโนเทคโนโลยีที่ปลอดภัยในที่ทำงาน” . สถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและอาชีวอนามัย. 7 พฤศจิกายน 2555. ดอย : 10.26616/NIOSHPUB2013101 . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 11 พฤศจิกายน 2555 . สืบค้นเมื่อ2012-11-08 . อ้างอิงวารสารต้องการ|journal=( ความช่วยเหลือ )
  82. ^ ลูบิก, N; เบตต์, เคลลี่ (2551). "ถุงเท้าสีเงินมีซับในสีขุ่น" วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม . 42 (11): 3910. Bibcode : 2008EnST...42.3910L . ดอย : 10.1021/es0871199 . PMID  18589943 .
  83. ^ เมอร์เร RGE (1993)ความก้าวหน้าในแบคทีเรีย Paracrystalline ชั้นพื้นผิว ทีเจ เบเวอริดจ์, เอสเอฟ โควัล (บรรณาธิการ). เพลนั่ม เพรส. ไอ 978-0-306-44582-8 . หน้า 3–9.
  84. ^ Harthorn บาร์บาร่า Herr (23 มกราคม 2009) "คนในสหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักรแสดงความคล้ายคลึงกันที่แข็งแกร่งในทัศนคติของพวกเขาที่มีต่อนาโนเทคโนโลยี" ที่จัดเก็บ 2011-08-23 ที่เครื่อง Wayback นาโนเทคโนโลยีในปัจจุบัน
  85. ^ คำให้การของเดวิด Rejeski สหรัฐวุฒิสภาคณะกรรมการพาณิชย์วิทยาศาสตร์และการขนส่ง ที่เก็บไว้ 2008/04/08 ที่ Wayback เครื่องโครงการเกิดใหม่ Nanotechnologies สืบค้นเมื่อ 2008-3-7.
  86. ^ Delvecchio ริก (24 พฤศจิกายน 2006)เบิร์กลีย์จำเป็นต้องพิจารณาเพื่อความปลอดภัยนาโน ที่เก็บไว้ 2008/04/09 ที่เครื่อง Wayback sfgate.com
  87. ^ เบรย์อะวอทา (26 มกราคม 2007)เคมบริดจ์พิจารณาแปะนาโน - เมืองเบิร์กลีย์อาจเลียนแบบข้อบังคับ ที่จัดเก็บ 2008/05/11 ที่เครื่อง Wayback boston.com
  88. ^ คำแนะนำสำหรับนโยบายเทศบาลสุขภาพและความปลอดภัยสำหรับวัสดุนาโน: รายงานไปยังเมืองเคมบริดจ์ผู้จัดการฝ่าย จัดเก็บ 2011/07/14 ที่เครื่อง Wayback nanolawreport.com กรกฎาคม 2551
  89. ^ เบิร์น เจดี; Baugh, JA (2008) "ความสำคัญของอนุภาคนาโนในการเกิดพังผืดในปอดที่เกิดจากอนุภาค" . วารสารการแพทย์แมคกิลล์ . 11 (1): 43–50. พีเอ็ม ซี 2322933 . PMID  18523535 .
  90. ^ เอ็ลเดอร์, เอ. (2549). อนุภาคเล็ก ๆ ที่หายใจเข้าใช้เส้นทางง่ายๆ จากจมูกไปยังสมอง urmc.rochester.eduเก็บถาวร 21 กันยายน 2549 ที่ Wayback Machine
  91. ^ วู เจ; หลิว W; ซู ซี; โจว, เอส; ลาน, เอฟ; ไบ, แอล; ซู, เอช; ยาง X; เซง, FD (2009). "ความเป็นพิษและการแทรกซึมของอนุภาคนาโน TiO2 ในหนูที่ไม่มีขนและผิวหนังของสุกรหลังการสัมผัสทางผิวหนังกึ่งเรื้อรัง" จดหมายพิษวิทยา . 191 (1): 1–8. ดอย : 10.1016/j.toxlet.2009.05.020 . PMID  19501137 .
  92. ^ Jonaitis, TS; การ์ด เจดับบลิว; แม็กนูสัน, บี (2010). "ความกังวลเกี่ยวกับการแทรกซึมทางผิวหนังและการศึกษาความเป็นพิษของไททาเนียมไดออกไซด์ขนาดนาโน" จดหมายพิษวิทยา . 192 (2): 268–9. ดอย : 10.1016/j.toxlet.2009.10.007 . PMID  19836437 .
  93. ^ ไนเดอร์, แอนดรู (24 มีนาคม 2010) "ท่ามกลาง Nanotech ของพราวสัญญาความเสี่ยงด้านสุขภาพ Grow" ที่จัดเก็บ 2010/03/26 ที่เครื่อง Wayback ข่าว AOL
  94. ^ ไวส์, อาร์. (2008). ผลของท่อนาโนอาจนำไปสู่มะเร็ง การศึกษากล่าว เก็บถาวรเมื่อ 2011-06-29 ที่ Wayback Machine
  95. ^ Paull, J. & Lyons, K. (2008) "นาโนเทคโนโลยี: ความท้าทายต่อไปสำหรับอินทรีย์" (PDF) . วารสาร ระบบ อินทรีย์ . 3 : 3–22. เก็บถาวร (PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 2011-07-18.
  96. ^ สมิธ, รีเบคก้า (19 สิงหาคม 2552). "อนุภาคนาโนที่ใช้ในสีสามารถฆ่าได้ งานวิจัยชี้" . โทรเลข . ลอนดอน. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 15 มีนาคม 2010 . สืบค้นเมื่อ19 พฤษภาคม 2010 .
  97. ^ เส้นใยนาโน 'อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพ' ที่จัดเก็บ 2012/08/25 ที่เครื่อง Wayback บีบีซี. 2012-08-24
  98. ^ Schinwald, A.; เมอร์ฟี่, เอฟเอ; Prina-Mello, A.; โปแลนด์ แคลิฟอร์เนีย; เบิร์น, เอฟ.; โมเวีย, ดี.; แก้ว เจอาร์; นายอำเภอ เจซี; ชูลทซ์ ดา; เจฟฟรี ซีอี; MacNee, ดับบลิว; Donaldson, K. (2012). "ความยาวเกณฑ์สำหรับไฟเบอร์ชักนำให้เกิดการอักเสบเฉียบพลันเยื่อหุ้มปอด: ส่องไฟบนต้นเหตุการณ์ในใยหิน Mesothelioma ชักนำให้เกิด" วิทยาศาสตร์พิษวิทยา . 128 (2): 461–470. ดอย : 10.1093/toxsci/kfs171 . PMID  22584686 .
  99. ^ คือการอักเสบเรื้อรังกุญแจที่จะไขความลึกลับของโรคมะเร็ง? เก็บถาวร 2012-11-04 ที่ Wayback Machine Scientific American 2008-11-09
  100. ^ เควิน โรลลินส์ (Nems Mems Works, LLC) "ระเบียบนาโนเทคโนโลยี: ข้อเสนอสำหรับการควบคุมตนเองด้วยการกำกับดูแลที่จำกัด" . เล่มที่ 6 – ฉบับที่ 2 . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 14 กรกฎาคม 2554 . สืบค้นเมื่อ2 กันยายน 2010 .
  101. ^ โบว์แมน ดี, ฮอดจ์ จี (2006). "นาโนเทคโนโลยี: การทำแผนที่พรมแดนด้านกฎระเบียบที่ดุร้าย" ฟิวเจอร์ส 38 (9): 1060–1073. ดอย : 10.1016/j.futures.2006.02.017 .
  102. เดวีส์ เจซี (2008) นาโนเทคโนโลยีการกำกับดูแล: มีวาระการบริหารงานต่อไป ที่จัดเก็บ 2008/11/20 ที่เครื่อง Wayback
  103. ^ Rowe, G. (2005). "ความยากลำบากในการประเมินความคิดริเริ่มการมีส่วนร่วมของประชาชน: ภาพสะท้อนของการประเมินผลของสหราชอาณาจักรของจีเอ็มในประเทศการอภิปรายสาธารณะเกี่ยวกับพืชดัดแปรพันธุกรรม" ความเข้าใจสาธารณะของวิทยาศาสตร์ (ส่งต้นฉบับ). 14 (4): 331–352. ดอย : 10.1177/0963662505056611 . S2CID  144572555 .
  104. ^ เมย์นาร์, เอพยานหลักฐานโดยดร. แอนดรูเมย์นาร์สำหรับสหรัฐอเมริกาคณะกรรมาธิการสภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2008-4-16). สืบค้นเมื่อ 2008-11-24. เก็บถาวร 29 พฤษภาคม 2008 ที่เครื่อง Wayback
  105. ^ Fance, ต.; เมอร์เรย์, เค.; นาสุ, เอช.; Bowman, D. (2008). "ความปลอดภัยของครีมกันแดด: หลักการป้องกันไว้ก่อน การบริหารสินค้าเพื่อการรักษาของออสเตรเลีย และอนุภาคนาโนในครีมกันแดด" นาโนจริยธรรม . 2 (3): 231–240. ดอย : 10.1007/s11569-008-0041-z . S2CID  55719697 .
  106. ^ โธมัส เฟานซ์ ; แคทเธอรีน เมอร์เรย์; Hitoshi Nasu & Diana Bowman (24 กรกฎาคม 2008) "ครีมกันแดดความปลอดภัย: หลักการป้องกันไว้ก่อน, ออสเตรเลียบริหารสินค้าโรคศิลปะและอนุภาคนาโนใน Sunscreens" (PDF) Springer Science + Business Media BV . สืบค้นเมื่อ18 มิถุนายน 2552 .