nanotechnologia jest możliwa częściowo dlatego, że opracowano narzędzia do „widzenia” cząstek materii o szerokości nanometra (nm) lub mniejszej. To mniej niż miliardowa część metra.

Kiedy idea nanotechnologii powstała w latach 60., to był właśnie taki – pomysł. Naukowcy nie mogli wiele zrobić, aby nanotechnologia mogła się zdarzyć, ponieważ nie mieli narzędzi, aby zobaczyć lub pracować w nanoskali. W pewnym sensie nanotechnologia rozwinęła się wraz z rozwojem mikroskopów.

mikroskopy optyczne

mikroskopy optyczne (świetlne) istnieją od wielu lat. Dzięki nowoczesnemu mikroskopowi świetlnemu można uzyskać powiększenia ponad 2000 razy. To wystarczy, aby zobaczyć wewnątrz komórek roślinnych i zwierzęcych, ale nie w szczegółach. Głównym ograniczeniem jest długość fali światła. W efekcie wiele obiektów w nanoskali jest tak małych, że światło skierowane na nie chybi, a więc nie jest odbijane z powrotem, abyśmy mogli je zobaczyć. Oznacza to, że obiekty o długości fali mniejszej niż 300 nm są zniekształcone pod mikroskopem świetlnym.

mikroskopy elektronowe

aby jeszcze bardziej powiększyć, opracowano nowe narzędzie. Nastąpiło to w 1931 roku, wraz z wynalezieniem mikroskopu elektronowego. Wiązki elektronów skupiają się na próbce. Kiedy uderzają, są rozproszone, a to rozpraszanie służy do odtworzenia obrazu. Mikroskop elektronowy może być użyty do powiększenia rzeczy ponad 500 000 razy, wystarczająco, aby zobaczyć wiele szczegółów wewnątrz komórek. Istnieje kilka rodzajów mikroskopu elektronowego. Transmisyjny mikroskop elektronowy może być używany do obserwacji nanocząstek i atomów.

mikroskopy sondy skanującej

aby zobaczyć Atomy w szczegółach, potrzebne było narzędzie, które nie polegało na świetle ani wiązkach elektronów. XX wieku wraz z rozwojem mikroskopów sond skanujących. Kiedy przesuniesz palcem po powierzchni, powiedzmy papierze lub dywanie, możesz powiedzieć, jak gładka lub szorstka jest. Mikroskop sondy skanującej działa w podobny sposób mechaniczny, ale za Pomocą nanoskali „palca”.

istnieją różne rodzaje mikroskopu sondy skanującej, które działają w nieco inny sposób:

• mikroskop sił atomowych ma bardzo cienką końcówkę, czasami tylko szeroki atom, który jest przeciągany po powierzchni próbki. Końcówka unosi się nad atomami i wpada do przestrzeni między nimi. Wzrost i spadek są tak małe, że laser jest używany do rejestrowania ruchu. Komputer wykorzystuje te informacje do tworzenia trójwymiarowych obrazów atomów. Widzisz obraz na ekranie komputera, a nie przez okular, jak w mikroskopach optycznych.

• skaningowy mikroskop tunelowy mierzy zmiany prądu elektrycznego między końcówką sondy a atomami na powierzchni próbki.

• w mikroskopie sił magnetycznych końcówka wykrywa zmiany w strukturze magnetycznej powierzchni na poziomie atomowym.

te mikroskopy sond skanujących były narzędziami, na które czekali naukowcy. Nanotechnologia ruszyła. Nie tylko można było zobaczyć Atomy, okazało się, że końcówki mikroskopów mogą być używane do chwytania pojedynczych atomów i przenoszenia ich wokół. Naukowcy byli w stanie zrobić obrazy z kilku atomów, takich jak litery i buźki. Mówiąc poważnie, to nowe narzędzie umożliwiło rozpoczęcie pracy nad jednym z marzeń niektórych nanotechnologów-budową obiektów w nanoskali atom po atomie.