Nanotechnologie je možné částečně proto, že nástroje byly vyvinuty, aby „vidět“ částice hmoty nanometr (nm) přes, nebo menší. To je méně než miliardtina metru.

Když byla myšlenka nanotechnologie vyvinuta v šedesátých letech, bylo to právě to-nápad. Vědci nemohl udělat mnoho, aby se nanotechnologie stane, protože neměli nástroje, vidět nebo práci v nanoměřítku. Nanotechnologie tedy v některých ohledech pokročila vedle vývoje mikroskopů.

optické mikroskopy

optické (lehké) mikroskopy existují již mnoho let. Pomocí moderního světelného mikroskopu můžete získat zvětšení více než 2000krát. To stačí vidět uvnitř rostlinných a živočišných buněk, ale ne příliš podrobně. Hlavním limitem je vlnová délka světla. Ve skutečnosti je mnoho nanoměřítkových objektů tak malých, že světlo zaměřené na ně chybí, a tak se neodráží zpět, abychom je mohli vidět. To znamená, že objekty menší než 300 nm jsou zkresleny pod světelným mikroskopem.

elektronové mikroskopy

pro větší zvětšení byl vyvinut nový nástroj. To přišlo v roce 1931 s vynálezem elektronového mikroskopu. Paprsky elektronů jsou zaměřeny na vzorek. Když to zasáhnou, jsou rozptýleny a tento rozptyl se používá k obnovení obrazu. Elektronový mikroskop lze použít ke zvětšení věcí více než 500 000krát, což je dost na to, aby bylo vidět mnoho detailů uvnitř buněk. Existuje několik typů elektronového mikroskopu. K vidění nanočástic a atomů lze použít transmisní elektronový mikroskop.

skenovací sondové mikroskopy

k detailnímu zobrazení atomů byl zapotřebí nástroj, který se nespoléhal na světlo nebo paprsky elektronů. To přišlo v roce 1980, s vývojem skenovacích sond mikroskopy. Když přejedete prstem po povrchu, řekněme papír nebo koberec, můžete říct, jak hladký nebo drsný je. Skenovací sonda mikroskop pracuje podobným mechanickým způsobem, ale pomocí nanoměřítku „prst“.

Existují různé druhy scanning probe microscope, které pracují v mírně odlišné způsoby:

• afm mikroskop má velmi jemnou špičku, někdy jen atom široký, který je tažen po povrchu vzorku. Špička stoupá nad atomy a spadá do mezer mezi nimi. Vzestup a pád jsou tak malé, že se k záznamu pohybu používá laser. Počítač používá informace k výrobě 3D obrazů atomů. Vidíte obraz na obrazovce počítače, ne přes okulár, jako to děláte v optických mikroskopech.

• skenovací tunelový mikroskop měří změny elektrického proudu mezi špičkou sondy a atomy na povrchu vzorku.

• v mikroskopu s magnetickou silou špička snímá změny v magnetické struktuře povrchu na atomové úrovni.

tyto skenovací sondy byly nástroji, na které vědci čekali. Nanotechnologie nyní vzlétla. Nejen, že bylo možné vidět atomy, bylo zjištěno, že špičky mikroskopů lze použít k zachycení jednotlivých atomů a jejich pohybu. Vědci dokázali vytvořit obrázky z několika atomů,jako jsou písmena a smajlíky. Vážněji tento nový nástroj znamenal, že bylo možné začít pracovat na jednom ze snů některých nanotechnologů – budování nanoměřítkových objektů atom po atomu.