Pendekatan Atas Bawah vs Bawah Atas dalam Nanoteknologi
Teknologi nano sedang mereka bentuk, membangun atau memanipulasi pada skala nanometer (satu bilion meter). Saiz objek yang berurusan hendaklah kurang daripada seratus nanometer sekurang-kurangnya dalam satu dimensi untuk memanggil sesuatu sebagai nanoteknologi. Terdapat dua pendekatan reka bentuk dalam nanoteknologi yang dikenali sebagai top-down dan bottom-up. Kedua-dua pendekatan berguna dalam pelbagai jenis aplikasi.
Pendekatan Atas ke bawah
Dalam pendekatan atas ke bawah, objek berskala nano dibuat dengan memproses objek yang lebih besar dalam saiz. Fabrikasi litar bersepadu adalah contoh untuk nanoteknologi atas ke bawah. Kini ia telah berkembang ke tahap fabrikasi sistem elektromekanikal nano (NEMS) di mana komponen mekanikal kecil seperti tuil, spring dan saluran bendalir bersama litar elektronik dibenamkan pada cip kecil. Bahan permulaan dalam fabrikasi ini adalah struktur yang agak besar seperti kristal silikon. Litografi ialah teknologi yang telah membolehkan pembuatan cip sekecil itu dan terdapat banyak jenisnya seperti foto, pancaran elektron dan litografi pancaran ion.
Dalam sesetengah aplikasi, bahan berskala besar dikisar kepada skala nanometer untuk meningkatkan nisbah aspek luas permukaan kepada isipadu untuk lebih kereaktifan. Nano emas, nano perak dan nano titanium dioksida adalah bahan nano yang digunakan dalam aplikasi yang berbeza. Proses pembuatan tiub nano karbon menggunakan grafit dalam ketuhar arka ialah satu lagi contoh untuk teknologi nano pendekatan atas-bawah.
Pendekatan Bawah –atas
Pendekatan bawah ke atas dalam nanoteknologi membuat struktur nano yang lebih besar daripada blok binaan yang lebih kecil seperti atom dan molekul. Pemasangan sendiri di mana struktur nano yang dikehendaki dipasang sendiri tanpa sebarang manipulasi luaran. Apabila saiz objek semakin kecil dalam pembuatan nano, pendekatan bawah ke atas merupakan pelengkap yang semakin penting kepada teknik atas ke bawah.
Pendekatan nanoteknologi dari bawah ke atas boleh didapati dari alam semula jadi, di mana sistem biologi telah mengeksploitasi kuasa kimia untuk mencipta struktur bagi sel yang diperlukan untuk kehidupan. Para saintis dan jurutera melakukan penyelidikan untuk meniru kualiti alam semula jadi ini untuk menghasilkan kelompok kecil atom tertentu, yang kemudiannya boleh berhimpun sendiri menjadi struktur yang lebih kompleks. Pembuatan tiub nano karbon menggunakan kaedah pempolimeran bermangkin logam adalah contoh yang baik untuk nanoteknologi pendekatan bottom-up.
Mesin dan pembuatan molekul ialah konsep nanoteknologi bawah ke atas yang diperkenalkan oleh Eric Drexler dalam bukunya Engines of Creation pada tahun 1987. Ia telah memberi pandangan awal tentang bagaimana sistem mekanikal skala nano boleh digunakan untuk membina struktur molekul yang kompleks.
Perbezaan antara pendekatan Top-down dan Bottom-up dalam nanoteknologi
1. Proses pembuatan bermula daripada struktur yang lebih besar dalam pendekatan atas ke bawah di mana blok binaan permulaan adalah lebih kecil daripada reka bentuk akhir dalam pendekatan bawah ke atas
2. Pembuatan bawah ke atas boleh menghasilkan struktur dengan permukaan dan tepi yang sempurna (tidak berkedut dan tidak mengandungi rongga dll.) walaupun permukaan dan tepi yang dihasilkan oleh pembuatan atas ke bawah tidak sempurna kerana ia berkedut atau mengandungi rongga.
3. Teknologi pembuatan pendekatan bawah ke atas adalah lebih baharu daripada pembuatan atas ke bawah dan dijangka menjadi alternatif untuknya dalam sesetengah aplikasi (contoh: transistor).
4. Produk pendekatan bawah ke atas mempunyai ketepatan ketepatan yang lebih tinggi (lebih kawalan ke atas dimensi bahan) dan oleh itu boleh menghasilkan struktur yang lebih kecil berbanding pendekatan atas ke bawah.
5. Dalam pendekatan atas ke bawah terdapat sejumlah bahan terbuang kerana beberapa bahagian dikeluarkan daripada struktur asal berbeza dengan pendekatan bawah ke atas di mana tiada bahagian bahan dikeluarkan.
