V nanotechnologiích postup shora dolů a zdola nahoru
 

Nanotechnologie navrhuje, vyvíjí nebo manipuluje v nanometrovém měřítku (miliardtina metru). Velikost obchodujícího objektu by měla být menší než sto nanometrů alespoň v jedné dimenzi, aby bylo něco nazýváno nanotechnologií. V nanotechnologii existují dva přístupy k designu známé jako shora dolů a zdola nahoru. Oba přístupy jsou užitečné v různých typech aplikací.

Přístup shora dolů

Při přístupu shora dolů jsou nano měřítka vytvářeny zpracováním větších objektů. Výroba integrovaných obvodů je příkladem nanotechnologií shora dolů. Nyní byl rozšířen na úroveň výroby nanomechanických systémů (NEMS), kde malé mechanické komponenty, jako páky, pružiny a tekutinové kanály spolu s elektronickými obvody, jsou zabudovány do malého čipu. Výchozími materiály v těchto výrobách jsou relativně velké struktury, jako jsou křemíkové krystaly. Litografie je technologie, která umožnila výrobu takových malých čipů, a existuje mnoho typů, jako je litografie fotografií, elektronových paprsků a iontových paprsků.

V některých aplikacích jsou materiály ve větším měřítku broušeny na nanometrové měřítko, aby se zvýšila poměr stran plochy k objemu pro větší reaktivitu. Nano zlato, nano stříbro a nano-oxid titaničitý jsou takové nano materiály používané v různých aplikacích. Dalším příkladem nanotechnologií s přístupem shora dolů je proces výroby uhlíkových nanotrubic využívajících grafit v obloukové peci.

Přístup zdola nahoru

Přístup zdola nahoru v nanotechnologii vytváří větší nanostruktury z menších stavebních bloků, jako jsou atomy a molekuly. Samostatná montáž, ve které jsou požadované nano struktury sestaveny samostatně bez jakékoli vnější manipulace. Když se velikost objektu v nanofabrikaci zmenšuje, přístup zdola nahoru je stále důležitějším doplňkem technik shora dolů.

Nanotechnologie zdola nahoru lze nalézt z přírody, kde biologické systémy využívaly chemické síly k vytvoření struktur pro buňky potřebné pro život. Vědci a inženýři provádějí výzkum, aby napodobili tuto kvalitu přírody a vytvořili malé shluky specifických atomů, které se pak mohou samy sestavit do složitějších struktur. Výroba uhlíkových nanotrubic metodou polymerace katalyzovanou kovem je dobrým příkladem nanotechnologií přístupu zdola nahoru.

Molekulární stroje a výroba je koncept nanotechnologie zdola nahoru, kterou Eric Drexler představil ve své knize Engines of Creation v roce 1987. Poskytl včasné pohledy na to, jak lze použít mechanické systémy v nano měřítku k vytváření složitých molekulárních struktur.