A evolução da nanotecnologia
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A nanotecnologia tem sido em torno de um ramo reconhecido da ciência por apenas cerca de 50 anos, por isso é um bebê em comparação com a física ou a biologia. Se você se lembrar de ciências da escola alta, você sabe algo sobre átomos, de modo que pode ser o nosso ponto de partida para explicar a evolução da nanotecnologia.
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A palavra átomo vem da palavra grega para indivisível, atomos. A bomba atômica demonstrou que os átomos podem de fato ser divididos, mas no caminho de volta de 450 aC eles foram alegremente inconscientes de tais possibilidades.
Em 1803 John Dalton descobriu que elementos como a água são realmente coleções de átomos. Estas colecções, denominadas moléculas, tem características diferentes das dos átomos separados (penso de dois átomos de hidrogénio que combinam com um átomo de oxigénio e o resultado molhado da H2O).
Hoje reconhecemos que alguns de teoria original de Dalton do átomo não se sustenta. Ainda assim, os conceitos mais importantes, que as reações químicas envolvem a união e separação dos átomos e que os átomos têm propriedades únicas, são a base da ciência física de hoje.
A ideia de que os átomos combinam-se para formar moléculas tal como a água é a chave para a química, biologia e nanotecnologia. O trabalho de Dalton e muitos outros cientistas permitiu químicos para desenvolver materiais úteis, tais como plásticos, bem como materiais destrutivos, tais como explosivos.
Todos os materiais a granel são feitos de átomos, por isso foi necessário compreender primeiro átomos de aprender a fazer novos materiais. Os cientistas poderia tirar conclusões sobre os átomos com base nas propriedades dos materiais que eles produziram, mesmo que eles não poderia ver dentro de um átomo.
Um ponto importante a destacar é que ninguém jamais viu a estrutura de um átomo. Mesmo microscópios mais sofisticados de hoje não revelar os detalhes de átomos, apenas imagens difusas de esferas minúsculas. Toda a informação sobre a estrutura dos átomos é baseado em dados empíricos.
Os cientistas determinaram que cada tipo de átomo absorvida diferentes frequências de luz e, em seguida, utilizado essas diferenças para fazer um modelo da estrutura de electrões em torno do núcleo de cada átomo. Outros cientistas bombardeados com átomos de partículas de alta energia muito pequenas e analisado o tipo de partículas resultou de colisões com o núcleo atómico para adivinhar o que estava no interior do núcleo de cada tipo de átomo.
Em seguida, os cientistas fizeram as contas e desenvolveu um modelo de cada átomo para combinar seus resultados. A forma como descrevemos átomos aos nossos alunos do ensino médio hoje continua a evoluir como os físicos sondar átomos com partículas de energia cada vez mais elevados para fornecer mais detalhes sobre os componentes do núcleo atômico.
Então como é que todas essas informações sobre átomos de se relacionar com a nanotecnologia? nanopartículas (Partículas cujo diâmetro, largura ou comprimento é entre 1 nanometro e 100 nanómetros) são maiores do que os átomos e, como átomos, são-nos em torno de todos os dias. Eles estão fora dado por chamas das velas, fogos de madeira, motores a diesel, impressoras laser, aspiradores de pó, e muitas outras fontes.
Os cientistas trabalharam com nanopartículas durante séculos antes de estas partículas tinha um nome. Mas ao contrário de átomos - e esta é uma grande diferença - podemos agora ver a estrutura das nanopartículas. Esta descoberta veio há algumas décadas com o advento dos microscópios eletrônicos.
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Com a nossa compreensão da teoria atômica e a capacidade de ver as coisas em escala nano, agora temos conhecimento no lugar que nos permite manipular a matéria de forma nunca antes possível.