Top Down vs Bottom Up Approach sa Nanotechnology
Ang Nanotechnology ay pagdidisenyo, pagbuo o pagmamanipula sa nanometer (isang bilyong bahagi ng isang metro) na sukat. Ang laki ng bagay sa pakikitungo ay dapat na mas mababa sa daang nanometer ng hindi bababa sa isang dimensyon upang tawagan ang isang bagay na nanotechnology. Mayroong dalawang diskarte sa disenyo sa nanotechnology na kilala bilang top-down at bottom-up. Ang parehong mga diskarte ay kapaki-pakinabang sa iba't ibang uri ng mga application.
Top-down Approach
Sa top-down na diskarte, ang mga nano-scale na bagay ay ginagawa sa pamamagitan ng pagproseso ng mas malalaking bagay sa laki. Ang integrated circuit fabrication ay isang halimbawa para sa top down nanotechnology. Ngayon ay lumaki na ito sa antas ng paggawa ng mga nano electromechanical system (NEMS) kung saan ang maliliit na mekanikal na bahagi tulad ng mga lever, spring at fluid channel kasama ang mga electronic circuit ay naka-embed sa isang maliit na chip. Ang mga panimulang materyales sa mga katha na ito ay medyo malalaking istruktura tulad ng mga silikon na kristal. Ang Lithography ay ang teknolohiyang nagbigay-daan sa paggawa ng mga maliliit na chips at maraming uri ng mga ito gaya ng photo, electron beam at ion beam lithography.
Sa ilang mga aplikasyon, ang malalaking sukat na materyales ay dinidikdik hanggang sa nanometer na sukat upang pataasin ang surface area sa volume na aspect ratio para sa higit na reaktibiti. Ang nano gold, nano silver at nano titanium dioxide ay mga nano na materyales na ginagamit sa iba't ibang mga aplikasyon. Ang proseso ng pagmamanupaktura ng carbon nanotube gamit ang graphite sa isang arc oven ay isa pang halimbawa para sa top-down approach na nanotechnology.
Bottom –up Approach
Bottom-up approach sa nanotechnology ay gumagawa ng mas malalaking nanostructure mula sa mas maliliit na building blocks gaya ng mga atom at molecule. Sariling pagpupulong kung saan ang mga gustong nano na istruktura ay sariling binuo nang walang anumang panlabas na pagmamanipula. Kapag lumiliit ang laki ng bagay sa nanofabrication, ang bottom-up approach ay lalong mahalagang pandagdag sa mga top-down na diskarte.
Bottom-up approach na nanotechnology ay matatagpuan mula sa kalikasan, kung saan ang mga biological system ay nagsamantala ng mga puwersa ng kemikal upang lumikha ng mga istruktura para sa mga cell na kailangan para sa buhay. Ang mga siyentipiko at inhinyero ay nagsasagawa ng pagsasaliksik upang gayahin ang kalidad na ito ng kalikasan upang makabuo ng maliliit na kumpol ng mga partikular na atomo, na maaaring mag-ipon ng sarili sa mas kumplikadong mga istruktura. Ang paggawa ng carbon nanotubes gamit ang metal catalyzed polymerization method ay isang magandang halimbawa para sa bottom-up approach na nanotechnology.
Ang Molecular machines and manufacturing ay isang konsepto ng bottom-up nanotechnology na ipinakilala ni Eric Drexler sa kanyang aklat na Engines of Creation noong 1987. Nagbigay ito ng mga maagang pananaw kung paano magagamit ang mga nano-scale mechanical system upang bumuo ng mga kumplikadong istruktura ng molekular.
Pagkakaiba sa pagitan ng Top-down at Bottom-up approach sa nanotechnology
1. Ang proseso ng pagmamanupaktura ay nagsisimula sa mas malalaking istruktura sa top-down na diskarte kung saan ang mga panimulang building block ay mas maliit kaysa sa huling disenyo sa bottom-up na diskarte
2. Ang bottom-up na pagmamanupaktura ay maaaring gumawa ng mga istrukturang may perpektong ibabaw at gilid (hindi kulubot at hindi naglalaman ng mga cavity atbp.) kahit na ang mga surface at gilid na resulta ng top-down na pagmamanupaktura ay hindi perpekto dahil sila ay kulubot o naglalaman ng mga cavity.
3. Ang mga teknolohiya sa pagmamanupaktura ng bottom-up approach ay mas bago kaysa sa top-down na pagmamanupaktura at inaasahang magiging alternatibo para dito sa ilang application (halimbawa: transistor).
4. Ang mga produkto ng bottom-up approach ay may mas mataas na katumpakan ng katumpakan (higit na kontrol sa mga sukat ng materyal) at samakatuwid ay maaaring gumawa ng mas maliliit na istruktura kumpara sa top-down na diskarte.
5. Sa top-down approach mayroong isang tiyak na halaga ng nasayang na materyal dahil ang ilang bahagi ay inalis mula sa orihinal na istraktura na kaibahan sa bottom-up approach kung saan walang materyal na bahagi ang naalis.
