nanotehnologia este posibilă parțial deoarece au fost dezvoltate instrumente pentru a vedea particule de materie cu un nanometru (nm) sau mai mici. E mai puțin de o miliardime de metru.

când ideea nanotehnologiei a fost dezvoltată în anii 1960, a fost doar asta – o idee. Oamenii de știință nu au putut face prea multe pentru a face nanotehnologia să se întâmple, deoarece nu aveau instrumentele necesare pentru a vedea sau a lucra la scară nanometrică. Deci, în unele privințe, nanotehnologia a avansat alături de evoluțiile microscoapelor.

microscoape optice

microscoape optice (lumina) au fost în jur de mai mulți ani. Puteți obține măriri de peste 2000 de ori cu un microscop modern de lumină. Acest lucru este suficient pentru a vedea în interiorul celulelor vegetale și animale, dar nu în detaliu. Limita principală este lungimea de undă a luminii. De fapt, multe obiecte la scară nanometrică sunt atât de mici încât lumina îndreptată spre ele lipsește și, prin urmare, nu este reflectată înapoi pentru ca noi să o vedem. Aceasta înseamnă că obiectele mai mici de 300 nm sunt distorsionate sub microscopul luminos.

microscoape electronice

pentru a mări lucrurile mai mult, a fost dezvoltat un nou instrument. Acest lucru a venit în 1931, odată cu inventarea microscopului electronic. Grinzile de electroni sunt concentrate pe un eșantion. Când o lovesc, sunt împrăștiați, iar această împrăștiere este folosită pentru a recrea o imagine. Un microscop electronic poate fi folosit pentru a mări lucrurile de peste 500.000 de ori, suficient pentru a vedea o mulțime de detalii în interiorul celulelor. Există mai multe tipuri de microscop electronic. Un microscop electronic de transmisie poate fi folosit pentru a vedea nanoparticule și atomi.

Microscoape cu sondă de scanare

pentru a vedea atomii în detaliu, era nevoie de un instrument care să nu se bazeze pe lumină sau fascicule de electroni. Acest lucru a venit în anii 1980, odată cu dezvoltarea microscoapelor cu sondă de scanare. Când treceți degetul pe o suprafață, să zicem hârtie sau covor, puteți spune cât de netedă sau aspră este. Un microscop cu sondă de scanare funcționează într-un mod mecanic similar, dar folosind un ‘deget’la scară nanometrică.

există diferite tipuri de microscop cu sondă de scanare care funcționează în moduri ușor diferite:

• un microscop cu forță atomică are un vârf foarte fin, uneori doar un atom larg, care este târât pe o suprafață de probă. Vârful se ridică peste atomi și cade în spațiile dintre. Creșterea și căderea sunt atât de mici încât un laser este folosit pentru a înregistra mișcarea. Un computer folosește informațiile pentru a produce imagini 3D ale atomilor. Vedeți imaginea pe ecranul unui computer, nu printr-un ocular, așa cum faceți în microscoapele optice.

• microscopul cu tunel de scanare măsoară modificările curentului electric dintre vârful sondei și atomii de pe suprafața eșantionului.

• într-un microscop cu forță magnetică, vârful simte modificări ale structurii magnetice a suprafeței la nivel atomic.

aceste Microscoape cu sondă de scanare erau instrumentele pe care oamenii de știință le așteptau. Nanotehnologia a decolat acum. Nu numai că atomii au putut fi văzuți, s-a constatat că vârfurile microscoapelor ar putea fi folosite pentru a prinde atomi individuali și a-i deplasa. Oamenii de știință au reușit să facă imagini din câțiva atomi, cum ar fi litere și fețe zâmbitoare. Mai serios, acest nou instrument a însemnat că a fost posibil să începem să lucrăm la unul dintre visele unor nanotehnologi – construirea obiectelor la scară nanometrică atom cu atom.