Pristop od zgoraj navzdol v primerjavi s pristopom od spodaj navzgor v nanotehnologiji
Nanotehnologija je načrtovanje, razvoj ali manipulacija na nanometrskem (milijardinka metra) merilu. Velikost predmeta trgovanja bi morala biti manjša od sto nanometrov vsaj v eni dimenziji, da bi nekaj lahko imenovali nanotehnologija. V nanotehnologiji obstajata dva pristopa oblikovanja, znana kot pristop od zgoraj navzdol in od spodaj navzgor. Oba pristopa sta uporabna v različnih vrstah aplikacij.
Pristop od zgoraj navzdol
Pri pristopu od zgoraj navzdol so predmeti v nano merilu narejeni z obdelavo večjih predmetov. Izdelava integriranih vezij je primer nanotehnologije od zgoraj navzdol. Zdaj je zrasel na raven izdelave nano elektromehanskih sistemov (NEMS), kjer so drobne mehanske komponente, kot so ročice, vzmeti in tekočinski kanali, skupaj z elektronskimi vezji vdelane v majhen čip. Izhodiščne snovi v teh izdelavah so relativno velike strukture, kot so silicijevi kristali. Litografija je tehnologija, ki je omogočila izdelavo tako majhnih čipov in obstaja veliko vrst teh čipov, kot so foto, litografija z elektronskim žarkom in ionski žarek.
V nekaterih aplikacijah se materiali večjega obsega zmeljejo do nanometrskega merila, da se poveča razmerje med površino in prostornino za večjo reaktivnost. Nano zlato, nano srebro in nano titanov dioksid so takšni nano materiali, ki se uporabljajo v različnih aplikacijah. Postopek izdelave ogljikovih nanocevk z uporabo grafita v obločni peči je še en primer nanotehnologije pristopa od zgoraj navzdol.
Pristop od spodaj navzgor
Pristop od spodaj navzgor v nanotehnologiji izdeluje večje nanostrukture iz manjših gradnikov, kot so atomi in molekule. Samosestavljanje, pri katerem se želene nano strukture sestavijo same od sebe brez zunanje manipulacije. Ko se velikost predmeta pri nanoizdelavi manjša, je pristop od spodaj navzgor vse pomembnejša dopolnitev tehnik od zgoraj navzdol.
Nanotehnologijo s pristopom od spodaj navzgor lahko najdemo v naravi, kjer biološki sistemi izkoriščajo kemične sile za ustvarjanje struktur za celice, potrebne za življenje. Znanstveniki in inženirji izvajajo raziskave, da posnemajo to kakovost narave, da proizvedejo majhne skupine specifičnih atomov, ki se nato lahko sami sestavijo v bolj zapletene strukture. Proizvodnja ogljikovih nanocevk z metodo polimerizacije, ki jo katalizira kovina, je dober primer nanotehnologije pristopa od spodaj navzgor.
Molekularni stroji in proizvodnja je koncept nanotehnologije od spodaj navzgor, ki ga je uvedel Eric Drexler v svoji knjigi Engines of Creation leta 1987. Podal je zgodnje poglede na to, kako je mogoče uporabiti mehanske sisteme v nanometru za gradnjo kompleksnih molekularnih struktur.
Razlika med pristopom od zgoraj navzdol in od spodaj navzgor v nanotehnologiji
1. Proizvodni proces se začne z večjimi strukturami pri pristopu od zgoraj navzdol, kjer so začetni gradniki manjši od končne zasnove pri pristopu od spodaj navzgor
2. Izdelava od spodaj navzgor lahko proizvede strukture s popolnimi površinami in robovi (ki niso nagubane in ne vsebujejo votlin itd.), čeprav površine in robovi, ki nastanejo pri izdelavi od zgoraj navzdol, niso popolni, saj so nagubani ali vsebujejo votline.
3. Tehnologije proizvodnje s pristopom od spodaj navzgor so novejše od proizvodnje od zgoraj navzdol in pričakujejo, da bodo v nekaterih aplikacijah alternativa zanjo (primer: tranzistorji).
4. Izdelki s pristopom od spodaj navzgor imajo večjo natančnost (več nadzora nad dimenzijami materiala) in zato lahko izdelujejo manjše strukture v primerjavi s pristopom od zgoraj navzdol.
5. Pri pristopu od zgoraj navzdol je določena količina izgubljenega materiala, saj so nekateri deli odstranjeni iz prvotne strukture, v nasprotju s pristopom od spodaj navzgor, kjer ni odstranjen noben materialni del.
