ნანო ქარხანა თანამშრომლობა

Source page: http://www.მოლეკულურიassembler.com/ნანოფაქტურა/

რა არის ნანოფაქტურა?

ნანოფაქტურა არის შემოთავაზებული კომპაქტური  მოლეკულური წარმოების სისტემა, შესაძლოა, მცირე საკმარისი ზის მაგიდაზე, რომელიც შეიძლება ავაშენოთ მრავალფეროვანი შერჩევა ფართომასშტაბიანი ატომური ზუსტი ბრილიანტის  პროდუქცია. ნანოფაქტურა პოტენციურად მაღალი ხარისხის, ძალიან დაბალი ღირებულება, და ძალიან მოქნილი წარმოების სისტემა.

ძირითადი შეტანის  ბრილიანტის  ნანოფაქტურა მარტივია ნახშირწყალბადების საკვებისმარაგი მოლეკულების როგორიცაა ბუნებრივი აირით, პროპანის, ან აცეტილენი. მცირე დამატებითი თანხები რამდენიმე სხვა მარტივი მოლეკულების შემცველი კვალი ატომების ქიმიური ელემენტები, როგორიცაა ჟანგბადი, აზოტი ან სილიკონის ასევე შეიძლება საჭირო.

ნანოფაქტურა უზრუნველყოფილი უნდა იყოს ელექტრო და საშუალება გაციების სამუშაო ერთეული.

ძირითადი გამომავალი პირველი კომერციული ნანოფაქტურა იქნება მაკროელექტროსადგური რაოდენობით ატომური ზუსტი  ბრილიანტის პროდუქცია. ეს პროდუქტი შეიძლება შეიცავდეს  ნანოკომპიუტერები,  სამედიცინო ნანორობოტები, პროდუქცია, რომელსაც მრავალფეროვანი  კოსმოსური და თავდაცვის პროგრამები, მოწყობილობები  იაფი ენერგიის წარმოების  და  გარემოს აღდგენის და სიმდიდრე ახალი და გაუმჯობესებული სამომხმარებლო პროდუქტები.სამედიცინო პროგრამები უმაღლესი პრიორიტეტი, მათ შორის  დაბერების საწინააღმდეგო მკურნალობა  და  რეანიმაცია საწყისი კრინიკა შენარჩუნებას.მანამდე თაობის კვლევის ნანოფაქტურა აწარმოოს არსებითად ნაკლებად კომპლექსური პროდუქტების მაგრამ უზრუნველყოფს ევოლუციური გზა მიმავალი პირველი მარტივი  DMS  სადგურები უფრო სექსუალურ კომერციული სისტემები.

ნანოფაქტურა არის  მოლეკულური წარმოების სისტემა  დასაქმება კონტროლირებადი მოლეკულური ასამბლეის, რომელიც შესაძლებელს გახდის შექმნა  პრინციპულად რომანი პროდუქცია, რომელსაც ურთულესი გაკეთებული მხოლოდ ბიოლოგიური სისტემების, არამედ მოქმედი დიდი სიჩქარე, ძალა, საიმედოობის და, რაც მთავარია, სრულიად ქვეშ ადამიანის კონტროლი. მოლეკულური წარმოების აქვს პოტენციალი იყოს ძალიან  სუფთა, ეფექტური და იაფია.

ჩვენი ნანოფაქტურა აშენდება ეხლა  ბრილიანტის  კომპონენტების ასეთივე, რომ მას შეუძლია თავად საწარმოებლად. მიუხედავად იმისა, რომ მოლეკულური წარმოების სისტემები მზადდება დნმ, სხვა ბიოპოლიმერებს, ან თუნდაც ბიოლოგიური ორგანიზმების შესაძლებელია, ასეთი სისტემები იქნებოდა ვერ აშენება პროდუქტები რომ მივუდგეთ აღსანიშნავია ძალა, შებოჭილობა, ტემპერატურის დიაპაზონი, სიმსუბუქე, ელექტრო, ოპტიკური და სხვა თვისებები, რომელიც შეიძლება მიღწეული  ბრილიანტის  მასალები.

გრძელვადიანი მიზანი  ნანოფაქტურა თანამშრომლობა, რათა შეიმუშავონ და საბოლოო ჯამში, უნდა ავაშენოთ, სამუშაო  ბრილიანტის  ნანოფაქტურა.

    “მკვლელი აპლიკაცია ციფრული გაყალბება არის პირადი გაყალბება – რამ ვერ ყიდვა Walmart. რა მოხდება, თუ, ნაცვლად გაგზავნის ენერგია, გამოთვლები და ა.შ. მთელი მსოფლიოს მასშტაბით, გავაგზავნეთ საშუალება, რომ შექმნა? როგორც რეგულარული ობიექტების გახდეს კომპიუტერიზებული და ერთმანეთთან ერთი მცირე და მცირე მასშტაბის, ჩვენ უახლოვდება ნანო მასშტაბური ბიოლოგიური სისტემების. ჩვენ შესახებ აღნიშნა რომ ფაბრიკაცია რევოლუცია”.

    –  ნილ გერშფელდი დირექტორი  ცენტრის ბიტი და ატომები  ში მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიის ინსტიტუტი, თავის  SC07 კონფერენციის მონაწილეებს მისამართი  ზე  2007 წლის 13 ნოემბერს.

შესანიშნავი 1 საათიანი ზოგადი შესავალი მოლეკულური ნანოტექნოლოგია, რალფ მერკელი, არის  აქ.

როტარი შეიკრიბება ბრილიანტის ნანოფაქტურა 

განკუთვნილია/მოდელირებული  ფორესტ ეპისკოპოსი  (1998), 3D კინემატოგრაფიის მიერ  E-ფართები, (ვან ნედერელდე); პირველი ცნობილი ნანოფაქტურა ანიმაცია ნებისმიერი სახის.

• ბურჯ-დექსტერი ბრილიანტის ნანოფაქტურა  ჯონ ბურჯ,  Lizard Fire კინოწარმოება  (2005)

• აღწერა  ერთი ბურჯ-დექსტერი ნანოფაქტურა კონცეფცია

რა არის ბრილიანტის?

პირველ რიგში, ბრილიანტის მასალები მოიცავს სუფთა ალმასის. ბრილიანტი არის კრისტალური ალოტროპი ნახშირბადის, რომელიც ალბათ ყველაზე ძლიერი ნივთიერება ცნობილია კაცობრიობის. გაითვალისწინეთ, რომ ეს არის ჩვენი განზრახვა აქ საწარმოებლად  მოლეკულური პროდუქცია და მანქანები დამზადებული ინდოელი, არ არის დიდი ქვაკუთხედი, როგორიცაა ერთი სურათები უფლება. დიდი მაღალი ხარისხის ქვაკუთხედი უკვე შეიძლება მიერ წარმოებული ჩვეულებრივი ნაყარი პროცესები, როგორიცაა  გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების  ამისთვის ღირებულება ბრძანებით $ 100/კარატი – ტექნიკის ატომიურად ზუსტი მოლეკულური წარმოება არ არის საჭირო ეს.

ბრილიანტის მასალების ასევე შეიძლება შეიცავდეს ნებისმიერი  ძლიერი კოვალენტი მყარი, რომ მსგავსი ალმასის ძალა, ქიმიური ინერტულობის, ან სხვა მნიშვნელოვანი მატერიალური თვისებები, და აქვს მკვრივი სამგანზომილებიანი ქსელი ობლიგაციები. ამგვარი მასალები ნახშირბადის ნანოტები (ილუსტრირებული უფლება) და ფულელები რამდენიმე ძლიერი კოვალენტი კერამიკა, როგორიცაა სილიკონის კარბიდი, სილიკონის ნიტრიდი, და ბორის ნიტრიდი, და რამდენიმე ძალიან ძლიერი იონური კერამიკა, როგორიცაა საფირონის (მონოკრისტალური ალუმინის ოქსიდი), რომელიც შეიძლება კოვალენტი საბაჟო სუფთა კოვალენტი სტრუქტურები, როგორიცაა ბრილიანტი.

წმინდა კრისტალები ალმასის არიან რთულია, მაგრამ შესვენება და ადვილად გატეხილი. რთული მოლეკულური სტრუქტურა ბრილიანტის ნანოფაქტურა პროდუქტი უფრო დაამსგავსა რთული კომპოზიტური მასალით, არ არის რთულია, მაგრამ შესვენება მყარი ბროლის.ასეთი პროდუქტები და ნანოფაქტურა რომ ავაშენოთ, უნდა იყოს ძალიან გამძლე ნორმალურ გამოყენებას.

ყველაზე ბრილიანტის გამოყენებული მასალების ნანომას ქარხანა იქნება აგებული ატომებს 12 ელემენტების  პერიოდული ცხრილი: ნახშირბადის (C), სილიციუმის (Si) ან გერმანიუმი (Ge) ჯგუფი IV, აზოტი (N) და ფოსფორის (P) ჯგუფი V, ჟანგბადის (O) და გოგირდის (S) ჯგუფი VI, ფთორის (F) და ქლორის (Cl) ჯგუფი VII, ბორის (B) და ალუმინის (Al) ჯგუფი III, და, რა თქმა უნდა, წყალბადის (H). ნახშირბადის არის ყველაზე მრავალმხრივი ამ ელემენტების, ასე რომ, ჩვენ ორიენტირებული ჩვენი თავდაპირველი ძალისხმევა ნახშირბადის ფარგლებში.

არ არის გამორიცხული, რომ არაბრილიანტის პროდუქცია შედგება ერთი და იგივე ქიმიური ელემენტები (მაგალითად, საერთო ორგანული და ბიოლოგიური ნივთიერებები), მაგრამ შედგება ჩვეულებრივი “ფლოპი” (არასამთავრობო ძლიერი) მოლეკულური სტრუქტურები შეიძლება მიერ წარმოებული მოგვიანებით თაობის ნანოფაქტურა განსხვავებული არქიტექტორები.

 

 

 

 

 

 

რა პროდუქტები შეიძლება, ნანოფაქტურა უზრუნველყოფა?

პოტენციური განცხადებების  ბრილიანტის  ნანოფაქლოები ნამდვილად შორსმიმავალი. როგორც ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მაგალითი პროდუქტების ნანოფაქლოები შეუძლია შესაძლებელია დრამატული გაუმჯობესება 21-ე საუკუნის  ნანომედიცინა.

ალბათ 2020s, მოლეკულური წარმოების შეიძლება საშუალებას მშენებლობა კომპლექსის  ბრილიანტის  სამედიცინო ნანორობოტები როგორიცაა  მიკრობირობა ილუსტრირებული უფლება. ეს ნანორობოტები შეიძლება გამოყენებულ შენარჩუნება ქსოვილის ჟანგბადი  არარსებობის სუნთქვის,  შეკეთება და მიმდინარე რემ ადამიანის სისხლძარღვთა ხე  მოეღო გულის დაავადება და ინსულტის დაზიანება, შეასრულოს კომპლექსური  ნანოსერგიული ინდივიდუალური საკნები, საშუალებას  ფართო პირადი მონიტორინგის და მყისიერად  ერთგული სისხლდენა  შემდეგ ტრავმული დაზიანება. სხვა სამედიცინო ნანორობოტები როგორიცაა  მიკრობირობა  (ილუსტრირებული უფლება), რომ სწრაფად  აღმოფხვრას მიკრობული ინფექციების და კიბოს, ზოგი, როგორიცაა  ქრომალოციტი  იქნება  შეცვალოს მთელი ქრომოსომა ინდივიდუალური საკნები  ამით უკუქცევის ეფექტი გენეტიკური დაავადება და სხვა დაგროვილი დაზიანება ჩვენი გენი,  რომელიც ხელს უშლის დაბერებას .

ძირითადი შესაძლებლობები  და  ბიოშეთავსებადია  საქართველოს  ბრილიანტის სამედიცინო ნანორობოტები უკვე წინასწარ გაანალიზებული ტექნიკური ლიტერატურა, მაგრამ ბევრად უფრო მეტი მუშაობა გასაკეთებელი.

          “მას შემდეგ, 2015-2020, სფეროში გაფართოებას მოლეკულური ნანოსისტემების – ჰეტეროგენული ქსელების, რომელიც მოლეკულების და სურომოლეკულური სტრუქტურების, როგორც მკაფიო მოწყობილობები. ცილები უჯრედის შიგნით ვიმუშაოთ ამ გზით, მაგრამ იმის გამო, ბიოლოგიური სისტემები წყლის დაფუძნებული და საგრძნობლად ტემპერატურის მგრძნობიარე, ეს მოლეკულური ნანოსისტემების შეძლებთ მუშაობას ბევრად უფრო ფართო სპექტრს გარემოში და უნდა იყოს ბევრად უფრო სწრაფად. კომპიუტერები და რობოტები შეიძლება შემცირდა ძალიან მცირე ზომის. სამედიცინო პროგრამები შეიძლება იყოს, როგორც ამბიციური როგორც ახალი ტიპის გენეტიკური მკურნალობა და საწინააღმდეგო მკურნალობა. ახალი ინტერფეისები აკავშირებს ადამიანებს ელექტრონიკა შეიძლება შეიცვალოს სატელეკომუნიკაციო”.

     –  მიხაილ როკო, “ნანოტექნოლოგია მომავალი,”  სამეცნიერო ამერიკელი, 2006 წლის აგვისტოში. (როკო უფროსი მრჩეველი ნანოტექნოლოგიის აშშ ეროვნული სამეცნიერო ფონდი და გასაღები არქიტექტორი ამერიკის ეროვნული ნანოტექნოლოგია ინიციატივა.)

    “ზოგიერთი დიდი სარგებელი ნანოტექნოლოგიის, როგორიცაა ხელოვნური ორგანოების და ნანოობოტიკა სისტემები [არიან] გაფართოებული შესაძლებლობები და პროგრამები [რომ] სავარაუდოდ 10-30 წლის განმავლობაში განვითარება”.

    –  მიხაილ როკო,  NanoWeek ინტერვიუში  ერთად ქვიშა ოლსონი, 2006 წლის 24 ოქტომბერი.

• ტექნიკური ქაღალდის  წლის  მიკრობირობა

 

• გალერეა  სამედიცინო ნანორობოტები (ნანომედიცინაში სამხატვრო გალერეა)

• პროგრესი სამედიცინო ნანოობოტიკა (2005 ტექნიკური კვლევის ქაღალდი)

• ტექნიკური წიგნაკი  სამედიცინო ნანოობოტიკა მიერ  ფრიტა  (1999)

• ტექნიკური წიგნი  ნანორბოტზე ბიოშეთავსებადია მიერ  ფრიტა  (2003)

• არატექნიკური დანერგვა  სამედიცინო ნანოობოტიკა (2000)

• ტექნიკური დანერგვა  სამედიცინო ნანოობოტიკა (2010)

• ლექცია კანის მონიტორები სამედიცინო ნანოობოტიკა, რობერტ ფრიტა

თანამდებობრივი ბრილიანტის მოლეკულური წარმოება

შენობების რთული მექანიკური  ბრილიანტის  ნანოსტრუქტურა მაკროსკალაში რაოდენობით დაბალი ღირებულება მოითხოვს განვითარების ახალი საწარმოო ტექნოლოგია მოუწოდა თანამდებობრივი ბრილიანტის მოლეკულური წარმოება.წინასწარი შემთხვევაში ტექნიკური მიზანშეწონილობის თანამდებობრივი ბრილიანტის მოლეკულური წარმოების პირველად ასახული  კ. ერიკ დექსტერი თავის წიგნში  ნანოსისტემების (1992).

თანამდებობრივი ბრილიანტის მოლეკულური წარმოების  არის შემოთავაზებული ახალი ნანოსკალე დამზადების ტექნოლოგია, რომელიც საშუალებას აძლევს მშენებლობა სამუშაო  ბრილიანტის  ნანოფაქლოები. ამ მიზნის მისაღწევად ახალი ტექნოლოგია მოითხოვს განვითარების ოთხი მჭიდროდაა დაკავშირებული ტექნიკური შესაძლებლობები: (1)  ალმასის მექანიზმები, (2)  პროგრამირებადი პოზიციური ასამბლეის (3)  მასიურად პარალელური პოზიციური ასამბლეის და (4)  ნანომიკური დიზაინი.

 

• ტექნიკური წიგნაკი  მოლეკულური წარმოების მიერ  დექსტერი  (1992)

1 2 3 4

(1) ალმასის მექანიზმები (DMS)

ალმასის მექანიზმები, ან მოლეკულური თანამდებობრივი გაყალბება, ფორმირების კოვალენტი ქიმიური ობლიგაციები გამოყენებით ზუსტად გამოყენებული მექანიკური ძალები  ბრილიანტის  სტრუქტურებში. DMS შეიძლება ავტომატიზირებულია მეშვეობით კომპიუტერული კონტროლი, რომელიც საშუალებას პროგრამირებადი მოლეკულური თანამდებობრივი გაყალბება.

ამ პროცესში, მექანიზმენტური ინსტრუმენტი ჩამოიყვანს მდე ზედაპირზე შრომა. ერთი ან მეტი გადაცემის ატომები ემატება, ან ამოღებულ, შრომა მიერ ინსტრუმენტი. მაშინ ინსტრუმენტი არის ამოღებული და შევსება. ეს პროცესი მეორდება, ნელ-ნელა ზევით სასურველი სტრუქტურა, სანამ ნანოპართი არის შეთითხნილი ატომური სიზუსტით თითოეული ატომი ზუსტად სწორი ადგილი.გაითვალისწინეთ, რომ გადაცემის ატომები სრული თანამდებობრივი კონტროლი ნებისმიერ დროს, რათა თავიდან აიცილოს არასასურველი გვერდითი რეაქციები ხდება.

სამუშაო გარემო  DMS  ხშირად ჩაითვალა ულტრა მაღალი ვაკუუმი (UHV), თუმცა  DMS  შესრულებული კეთილშობილური გაზის სითხის ან სხვა ქიმიურად ინერტული სითხის გარემო არ არის წარმოუდგენელი.

კომპიუტერის გამოყენებით ავტომატური ინსტრუმენტი რჩევები ასრულებენ პოზიციურად კონტროლირებადი  DMS  ხანგრძლივ დაპროგრამებული  თანმიმდევრობა რეაქცია ნაბიჯები, ჩვენ შეუძლია დაამზადოს მარტივი  ბრილიანტის ნანომიკური ნაწილები, როგორიცაა საკისრები, გადაცემის, და სახსრების (როგორიცაა ყველა ნახშირწყალბადების უნივერსალური ერთობლივი ილუსტრირებული უფლება), რომ ატომური სიზუსტით. მიუხედავად იმისა, რომ სავარაუდოდ, რამდენიმე ძირითადი  ბრილიანტის  სტრუქტურები შეიძლება პროდუქტიულ გამოყენებით თვითმმართველობის ასამბლეის ტექნიკის ჩვეულებრივი სინთეზური ქიმიის, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ უაღრესად დაძაბული ან კომპლექსური შიდა შვებულება სტრუქტურები შეიძლება შეთითხნილი გარეშე დასაქმების ზოგიერთი ფორმა თანამდებობრივი კონტროლი.

დაწვრილებით შესახებ  ალმასის მექანიზმები

 

 პროგრესი DMS (2004 ლექცია  მიერ  ფრიტა)

ტექნიკური წიგნი DMS  მიერ  ფრიტა  და  მერკელი  (მომზადება)

ანოტირებული ტექნიკურიბიბლიოგრაფია  კვლევითი სამუშაოების ალმასის მექანიზმები

უნივერსალური ერთობლივი შექმნილია კ. ერიკ დექსტერი  და  რალფ მერკელი

 2 3 4

(2) პროგრამირებადი პოზიციური ასამბლეის

ატომურად ზუსტი ნანოპარტები, ერთხელ გაყალბებული, უნდა გადაეცეს, რომ გაყალბება საიტი და აწყობილი  ატომურად ზუსტი კომპლექსური კომპონენტების  შემცველი ბევრი ნანოპარტები. ასეთი კომპონენტები შეიძლება შეიცავდეს მექანიზმი მატარებლები კორპუსი (ილუსტრირებული უფლება, თავაზიანობის მარკ სიმსი ზე  Nanorex), სენსორები, მოტორსი, მანიპულატორი იარაღი, გენერატორები და კომპიუტერები. ეს კომპონენტები შეიძლება შემდეგ შეიკრიბნენ, მაგალითად, შევიდა რთული მოლეკულური მანქანა სისტემა, რომელიც მრავალი კომპონენტისგან შედგება. კომპლექსური მიკრონი ზომის სამედიცინო ნანორბოტი ოგორიცაა  მიკრობირობა  აშენებული ასეთი ატომურად ზუსტი კომპონენტები შეიძლება ჰქონდეს ბევრი ათობით ათასი ცალკეული კომპონენტების, მილიონობით პრიმიტიული ნაწილები და მრავალი მილიარდობით ატომებს მისი სტრუქტურა.

კონცეპტუალური გამყოფ ხაზს შორის გაყალბება და შეკრების ზოგჯერ ბუნდოვანია, რადგან ხშირ შემთხვევაში ეს იქნება შესაძლებელი, თუნდაც სასურველია, შეთითხნილ ნომინალურად მრავალხმიანი კომპონენტს, როგორც ერთი ნაწილი – საშუალებას აძლევს, მაგალითად, ორი ჩაკეტვა ერთად გადაცემის და მათი საცხოვრებელი იყოს წარმოებული, როგორც ერთი დალუქული ერთეული.

პროცესი თანამდებობრივი ასამბლეის, როგორც DMS, შეიძლება ავტომატიზირებულია მეშვეობით კომპიუტერული კონტროლი. ეს საშუალებას აძლევს დიზაინი თანამდებობრივი ასამბლეის სადგური, რომელიც მიიღებს საშუალებებით პრიმიტიული ნაწილები და შეიკრიბება მათ პროგრამირდება თანმიმდევრობით ნაბიჯები შევიდა დასრულდა რთული კომპონენტები. ეს კომპონენტები შეიძლება მაშინ ტრანსპორტირება საშუალო ასამბლეის ხაზები, რომლებიც მათ იყენებენ საშუალებებით საწარმოებლად კიდევ უფრო და უფრო რთული კომპონენტები, ან დასრულებული სისტემები, ანალოგიური საავტომობილო ასამბლეის ხაზი.

დაწვრილებით შესახებ  პროგრამირებადი პოზიციური ასამბლეის

 

• ასამბლეის ხაზი  ბურჯ-დექსტერი ნანოფაქტურა  ანიმაცია

 1 2 3 4

(3) მასიურად პარალელური პოზიციური ასამბლეის

ეს არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ შეძლებს ააშენოს მხოლოდ ერთი ელემენტის ზუსტი ნაწილი, კომპონენტი, ან სამედიცინო ნანორბოტი. იყიდება ნანოფაქლოები იყოს ეკონომიკურად ეფექტური, ჩვენ უნდა შეეძლოს შეიკრიბება კომპლექსი ნანოსტრუქტურა დიდ ნომრები – მილიარდობით და ტრილიონობით მზა ერთეული.

ეს მოითხოვს მასიურად პარალელური წარმოების სისტემები მილიონობით ასამბლეის ხაზები ერთდროულად და პარალელურად, არა მხოლოდ ერთი ან რამდენიმე მათგანი დროს როგორც ასამბლეის ხაზები თანამედროვე მანქანის ქარხნები. საბედნიეროდ, თითოეულ ნანოშეკრება წარმოების ხაზი ნანოფაქტურა პრინციპში იყოს ძალიან მცირე. მილიონობით უნდა ადვილად ჯდება ძალიან მცირე მოცულობით. მასიურად პარალელური წარმოების  DMS ინსტრუმენტები, სახელურები და მასთან დაკავშირებული ნანოსკალე ფაბრიკაცია და სააქტო აღჭურვილობა ასევე იქნება საჭირო, რომელიც მოიცავს გამოყენება  მასიურად პარალელური მანიპულატორი კოლექტორები  ან სხვა ტიპის  რეპლიკაცია სისტემა.

საიმედოობა არის მნიშვნელოვანი დიზაინის საკითხი. ასამბლეა ხაზს მასიურად პარალელური წარმოების სისტემები შეიძლება ჰქონდეს უამრავი ზედმეტი პატარა ასამბლეის ხაზები კვების კომპონენტების დიდი ასამბლეის ხაზები, ისე, რომ მარცხი ნებისმიერი ერთი პატარა ხაზი არ ისახავდა დიდი ერთი. მოწყობა პარალელურად წარმოების ხაზების მაქსიმალური ეფექტურობის და საიმედოობის საწარმოებლად მრავალფეროვანი პროდუქტების ძირითად მოთხოვნას ნანოფაქტურა დიზაინი.

დაწვრილებით შესახებ  მასიურად პარალელური პოზიციური ასამბლეის

 

იერარქიული უახლოეს მომავალში ასამბლეის  მიერ აღწერილი  დექსტერი

ტექნიკური წიგნი  ზე მასიურად პარალელური წარმოების სისტემების  ფრიტა  და  მერკელი  (2004), მათ შორის, დექსტერი ის  დასაწყისში ნანოფაქტურა კონცეფცია

1 2 3 4

(4) ნანომიკური დიზაინი

კომპიუტერული ინსტრუმენტები  მოლეკულური მანქანა მოდელირება, მოდელირება და წარმოების პროცესის კონტროლი უნდა შეიქმნას, რათა განვითარება დიზაინის  ბრილიანტის  ნანოსკალე ნაწილები, კომპონენტები, და ნანორობოტი სისტემები. ეს დიზაინის შეიძლება მაშინ მკაცრად ტესტირება და დაიხვეწა სიმულაციური სანამ დგამს უფრო ძვირი ექსპერიმენტული ძალისხმევა ააშენოს მათ.

მოლეკულური მანქანა დიზაინი და მოდელირება პროგრამული უზრუნველყოფა  არის შესაძლებელი  და ბიბლიოთეკებს წინასწარმეტყველებდნენ ნანოპარტებს ნელა მიმდინარეობს შეიკრიბნენ. უფრო მეტი ძალისხმევა უნდა მიეძღვნა ფართომასშტაბიანი სიმულაციები კომპლექსური ნანოსკალე მანქანა კომპონენტები, დიზაინი და მოდელირება შეკრების თანმიმდევრობა და წარმოების პროცესის კონტროლი და ზოგადი ნანოფაქტურა დიზაინი და მოდელირება.

იგი ასევე იქნება სასარგებლო შეიქმნას გრაფიკული გამოსახულებები (შესაფერისი ტელევიზიით ან სხვა მედია გაშუქება, ისევე, როგორც ლექციებს, როგორც ტექნიკური და უფრო ფართო აუდიტორიაზე) აჩვენებს: (1) სხვადასხვა მექანიზმენტური რეაქცია, (2), ასამბლეის თანმიმდევრობა საჭირო იმისათვის, რომ გარკვეული შერჩეული მოლეკულური მანქანა კომპონენტები, და (3) კონცეპტუალური სისტემის დონის ილუსტრაციები და  ანიმაციის ერთი ბრილიანტის ნანოფაქტურა. ეს სურათები და ანიმაციები ასევე სასარგებლოა, რათა დაეხმაროს ინჟინრები პროგრესი ადრეული კონცეპტუალიზაცია უფრო დეტალური დიზაინი და ანალიზი.

დაწვრილებით შესახებ  ნანომიკური დიზაინი

ასევე, აუცილებელია, რომ გამოიჩინოს გარკვეული ძალისხმევა კვლევების შესაძლო განაცხადების ნანოფაქტურა მოლეკულარული წარმოება და ასევე სწავლის სოციალურ გავლენა (ეკონომიკური, სოციალური, პოლიტიკური, მარეგულირებელი და ა.შ.) ამ ტექნოლოგიით. ეს ხელს შეუწყობს, რათა მაქსიმალურად პოტენციური სარგებელი უნდა მოიპოვა და შესუსტება პოტენციური რისკები, რომელიც შეიძლება მიერ დასმულ ამ ახალი ტექნოლოგიების, და ხელი შეუწყოს მისი პასუხისმგებელი გამოყენება.

დაწვრილებით შესახებ  ნანოფაქტურა პროგრამები და სოციალური ზემოქმედების

 

ანიმაციები  ამსახველ ზოგადი კონცეფცია ნანოფაქტურა მიერ  ჯონ ბურჯ  და  კ. ერიკ დექსტერი

გალერეა მოლეკულური მანქანა სიმულაციები  ზე  Nanorex

მოლეკულური მანქანა ანიმაციები

გაცნობითი ხასიათის ლექცია მოლეკულური ნანოტექნოლოგია, რალფ მერკელი

 

 

• აღალდის  ეკონომიკური ზეგავლენის პირადი ნანოფაქტურა  მიერ ფრიტა

• მოკლე მონახაზი  ნანოფაქტურა ეკონომიკური სცენარი ჰანსონი

გახდით ჩვენი საერთაშორისო თანამშრომლობის!

წინამორბედი  რომ  ნანოფაქტურა დაგვეხმარეთ  არაფორმალურად მიერ ინიცირებული  რობერტ ფრიტა  და  რალფ მერკელი  დაცემა 2000 დროს მათი დროს  Zyvex. მათი უწყვეტი ძალისხმევა, ხოლო სხვები, ახლა გაიზარდა პირდაპირი თანამშრომლობის, მათ შორის 25 მკვლევარები ან სხვა მონაწილეთა (მათ შორის 18 მეცნიერებათა დოქტორი ან მეცნიერებათა კანდიდატი) 13 ინსტიტუტების 4 ქვეყანაში (აშშ, დიდი ბრიტანეთი, რუსეთი, ბელგია), როგორც 2010 წლის ჩვენი ჯგუფი დღეისათვის ორი ფეიმანი პრემიის ლაურეატი, ორი წინასწარმეტყველება ურთიერთობა პრემიის ლაურეატი და ორი წინასწარმეტყველება წარჩინებული სტუდენტი გამარჯვებულები.

რა არის ნანოფაქტურა თანამშრომლობა?  დღეისათვის, ჩვენ ვართ ფხვიერი ქსოვა საზოგადოების მეცნიერები და სხვები, რომლებიც ერთად მუშაობა, როგორც დრო და რესურსები ნებართვის სხვადასხვა გუნდის ძალისხმევა ამ გუნდების მწარმოებელ მრავალი  თანაავტორობით პუბლიკაციები, თუმცა განსხვავებული დაფინანსების წყაროები არ არის აუცილებელი მიბმული თანამშრომლობამიუხედავად იმისა, რომ ყველა მონაწილეს შეიძლება გაკეთებული გვჯერა  ნანოფაქტურა  როგორც საბოლოო მიზანი მათი კვლევის (ან სხვა) ძალისხმევა დაკავშირებით თანამშრომლობა, ბევრი  გააკეთებს გვჯერა, და კიდევ, ვინც არ გაკეთებული გვჯერა ამ საბოლოო მიზანი მაინც შეთანხმდნენ, რომ გავაკეთოთ კვლევის თანამშრომლობით სხვა მონაწილეებს, რომ ჩვენ გვჯერა, რომ ხელს შეუწყობს მნიშვნელოვანი მიღწევების გასწვრივ გზა ღიაა  ბრილიანტის ნანოფაქტურა  განვითარების, დაწყებული პირდაპირი განვითარება  DMS.

მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი რამ გაკეთდა თითოეული  ოთხი ძირითადი შესაძლებლობები  სჯეროდა აუცილებელია, რათა შეიმუშავონ და ავაშენოთ ფუნქციონირების ნანოფაქტურა, ახლა ყველაზე დიდი კვლევა ყურადღებას კონცენტრირებული პირველი ფართი: დამადასტურებელი მიზანშეწონილობის, როგორც თეორიული და ექსპერიმენტული, მიღწევის  ალმასის მექანიზმები.

თითოეული მონაწილე  თანამშრომლობა  არის გაკეთებული თვითმმართველობის მიერ დაფინანსებული და იძულებით აფინანსებს. იხილეთ ჩვენი  სია წარსული და აწმყო დაგვეხმარეთ მონაწილეებს. იხილეთ ჩვენი სრული სია პუბლიკაციები დაკავშირებული თანამშრომლობა.

დამატებითი თანამშრომლობის მოუთმენლად ცდილობდა ვიზიარებთ მიმდინარე თეორიული და ექსპერიმენტული კვლევების. სია დაუმთავრებელი ამოცანები არის უზარმაზარი. წაიკითხეთ ჩვენი  ჩამონათვალი გამოჩენილი ტექნიკური გამოწვევები  და ჩვენი  ნანოფაქტურა საგზაო რუკა, სადაც თქვენ უნდა შეეძლოს სთავაზობს დახმარებას.

ემანუელი ინსტიტუტის ბიოქიმიური ფიზიკა (რუსეთი)

 

კვლევების დაფინანსების სასწრაფოდ ესაჭიროება

გარე დაფინანსებაზე აუცილებელია, რათა გაგრძელდეს ჩვენი მუშაობა და დააჩქაროს წინსვლა საბოლოო მიზანი მშენებლობის ფუნქციონირებს ბრილიანტის ნანოფაქტურა.

თუ თქვენ სურვილი, მხარი დაუჭიროს ამ სამუშაოს და მზად არის და შეუძლია ჩაიდინოს მნიშვნელოვანი ფინანსური რესურსების, გთხოვთ, დაუკავშირდეთ რობერტ ფრიტა  ან  რალფ მერკელი  განიხილოს ყველაზე ეფექტური გამოყენების თქვენი რესურსების  ნანოფაქტურა თანამშრომლობა. ჩვენ მიჩვეული მოქმედი მცირე ბიუჯეტით და განათავსოს ნებისმიერი შემოწირულობა პარსონიზმით.

ეკონომიკური ღირებულება საჩუქრად დრო და აღჭურვილობა ინვესტიცია ყველა დაგვეხმარეთ მონაწილეებს მიზანმიმართული ძალისხმევა იყო დაახლოებით $ 0.2M/წ დროს 2001-07, იზრდება დაახლოებით $ 0.8M/წ 2008-10 მეტწილად  EPSRC უშუალო მხარდაჭერით მორიარტის ექსპერიმენტული მუშაობა  დროს 2008-2013 წლებში. იდეალური პირდაპირი დაფინანსების დონის მაქსიმალურად შედეგების მომდევნო 5 წლის განმავლობაში $ 1M- $ 5M/წ, მაგრამ დამატებითი მხარდაჭერა $ 100k/წ სპექტრი, რომ აწარმოოს გაზომვადი დამატებითი პროგრესი. პროექტორის უფლება იღებს იდეალური დაფინანსების დონეზე მზადდება ხელმისაწვდომი მიზანმიმართული ძალისხმევა, როგორიცაა  ნანოფაქტურა თანამშრომლობა, და რომ ჩვენი  “პირდაპირი-DMS” მიდგომა ატარებს, ვიდრე უფრო წრიული განვითარების მიდგომა, რომელიც ცდილობს განახორციელოს ნაკლებად ეფექტიანი არაბრილიანტის მოლეკულური წარმოების ტექნოლოგიები ადრე გავა  ბრილიანტის.

 

ჩვენი თავდაპირველი პრაქტიკული მიზანი მიღწევაა პირველი ექსპერიმენტული დემონსტრირება კონტროლირებადი  ალმასის მექანიზმები  (ერთ-ერთი ძირითადი  საგზაო რუკა  ეტაპს და  ტექნიკური გამოწვევა). ჩვენ ვთვლით, რომ ეს მიღწევა შეიძლება გამოიწვიოს, ბევრად უფრო დიდი ტექნიკური ინტერესი DMS  და ნანოფაქტურა განვითარება, რამაც მნიშვნელოვანი და მზარდი რაოდენობით საშუალო კორპორატიული და სამთავრობო დაფინანსების ჩაედინება ამ კვლევის სფეროში მას შემდეგ, რაც შეიძლება აჩვენა, რომ დიდი ხედვა  ბრილიანტის  მოლეკულური წარმოების მართლაც ტექნიკურად შესაძლებელი.

ეს მოლოდინი მხარს უჭერს შედეგები 2006 კონგრესის მანდატით  მიმოხილვა ამერიკის ეროვნული ნანოტექნოლოგია ინიციატივა ეროვნული კვლევითი საბჭო (NRC) ეროვნული აკადემიები და ეროვნული მასალები მრჩეველთა საბჭოს (NMAB). NMAB/NRC მიმოხილვა კომიტეტმა განიხილა სახის “ქვემოდან” ტექნოლოგიების, რომ შესაძლოა DMS და უფრო რთული მოლეკულური წარმოების სისტემების შესაძლო და  დაასკვნა, რომ “მოლეკულური თვითმმართველობის ასამბლეის შესაძლებელია წარმოების მარტივი მასალები და მოწყობილობები. თუმცა, წარმოების უფრო დახვეწილი მასალები და მოწყობილობები, მათ შორის რთული ობიექტების წარმოებული დიდი რაოდენობით,  ნაკლებად სავარაუდოა, რომ მარტივი თვითმმართველობის შეკრების პროცესები გამოიღო სასურველი შედეგი. ამის მიზეზი ის არის, რომ ალბათობა შეცდომა ხდება რაღაც მომენტში პროცესში გაიზრდება სირთულის სისტემა და რაოდენობის ნაწილად, რომელიც უნდა შეეწყონ. თუმცა, ძნელია დაზუსტებით პროგნოზირება დონეზე სპექტრი ქიმიური რეაქცია ციკლები, შეცდომა განაკვეთები, სიჩქარე ოპერაცია, და თერმოდინამიკური ეფექტურობის… ქვემოდან წარმოების სისტემები. მიუხედავად იმისა, რომ თეორიული თერმოდინამიკური ეფექტურობის უკვე გათვლილი ასეთი სისტემები, კომიტეტი არ ვისწავლოთ მოწმდება შედეგები ექსპერიმენტი, რომელიც მხარს დაუჭერს საიმედო პროგნოზი მიზანშეწონილობის ასეთი სისტემების გამოყენება წარმოების.

NMAB/NRC მიმოხილვა კომიტეტი  მკაფიოდ რეკომენდირებულია, რომ ექსპერიმენტული მუშაობა ამ სფეროში უნდა იყოს გატარებული და მხარი დაუჭირა, როგორც გასაღები ეტაპს ჩამოყალიბების მიზანშეწონილობის კონცეფცია: ექსპერიმენტების წამყვანი დემონსტრაციები ამარაგებს ადგილზე სიმართლე აბსტრაქტული მოდელების შესაბამისი უკეთ ახასიათებს პოტენციალი გამოყენების ქვედა ან მოლეკულური წარმოების სისტემების რომ გამოიყენოს პროცესების უფრო რთული, ვიდრე თვითმმართველობის ასამბლეის.

შემდეგ ამ რეკომენდაციით, 2007 წელს აშშ-ის თავდაცვის დამატებითი კვლევითი პროექტების სააგენტო (DARPA) გამოაცხადა  ფართო სააგენტოს განცხადება (BAA) გამოთხოვის წინადადებები რჩევა დაფუძნებული ნანოფაბრიკაცია  რათა ნანომავთულები, ნანოუბურები, ან კვანტური წერტილების გამოყენებით ფუნქციონალიზებული მსკანირებელზონდიანი რჩევები. ფაბრიკაცია მიდგომა დასაქმება პოზიციურად კონტროლირებადი  DMS  შეიძლება ალბათ შეხვდება გამოწვევები განისაზღვრება DARPA მისი შუამდგომლობა.

კონკრეტული პროექტების  და მიმდინარე სამუშაოს

  • პირველი წინადადება პრაქტიკული პროცესში მშენებლობის მექანიზმენტური ხელსაწყო მიერ  ფრიტა, წარდგენილი იყო, როგორც  დროებითი პატენტის განაცხადის  2004 წლის თებერვალში და როგორც სრული კომუნალური პატენტის  Zyvex  2005 წლის თებერვალში – პირველი მექანიზმთან პატენტის ოდესმე შეიტანა. დაწვრილებით ადრეული ვერსია პატენტზე განაცხადის  აქ  და  აქ. მუშაობის საქართველოს  ფრიტა “შემოთავაზებული პროცესი უკვე მიიღო მნიშვნელოვანი და მისასალმებელი  კრიტიკა  სამეცნიერო საზოგადოებას და  ფრიტა  მიიჩნევს, რომ რამდენიმე ვერსია პროცესი შეიძლება იყოს საკმარისად ეფექტური, რომ ემსახურება როგორც სასიცოცხლო სტეპინგზე ქვით უფრო დახვეწილი  DMS  მიდგომები.
  • 2007 წლის სექტემბერში, ჩვენ დაასრულა ძირითადი სამწლიანი პროექტი, კომპიუტერულად ანალიზი ყოვლისმომცველი კომპლექტი 65 რეაქცია თანმიმდევრობა და 9 მექანიზმენტური ხელსაწყოები რომელიც შეიძლება იქნას გამოყენებული შეთითხნილ ბრილიანტი, გრაფენი (მაგალითად, ნახშირბადის ნანოუბურები), და ყველა ინსტრუმენტები თავს, მათ შორის ყველა საჭირო ინსტრუმენტი გადატენვის რეაქცია. ეს არის პირველი  გამოქვეყნებული ქაღალდის ჩაუყარა გარეთ სრული კომპლექტი პოზიციურად კონტროლირებადი ბრილიანტის მშენებლობის რეაქციები, ყველა დამაჯერებელი არასასურველი გვერდითი რეაქციების ანალიზი გამოყენებით კარგი ხარისხის  თავიდანვე (DFT) კვანტური ქიმიის გათვლები. 2007 წლის 7 სექტემბერს თანამშრომლობის პირველი პატენტის შეტანილი ამ ინსტრუმენტები და რეაქცია, რომელიც გახდება ძირითადი ჩვენი საგზაო რუკა უნდა განვითარდეს ალმასის მექანიზმები გასწვრივ მიმავალ გზაზე, რომელიც მოიცავს ექსპერიმენტული დამტკიცებები. ეს ექსპერიმენტი არ  მიიღო $ 3M დაფინანსება , დაიწყო 2008 წლის ოქტომბერში კენჭს მომდევნო 5 წლის განმავლობაში. ამ ნაშრომში, ახლად შეძენილი მსკანირებელზონდიანი გამოყენებული იქნება მცდელობა აშენება პირველი DMS ხელსაწყოები გამოყენებით რამდენიმე ჩვენი შემოთავაზებული DMS რეაქცია თანმიმდევრობა.
  • მიმდინარე სამუშაო:  ჩვენი დღევანდელი ჩამონათვალი ერთობლივი მონაწილეებს და მოკლე აღწერა მათი ძალისხმევა შეაჯამა  აქ. ჩვენი პუბლიკაციები და ზოგიერთი სამუშაოები მიმდინარეობს ჩამოთვლილია  აქ. წინასწარი  ნანოფაქტურა საგზაო რუკა, რომელიც კონცენტრირებულია მისაღწევად  ალმასის მექანიზმები  და თანამდებობრივი კრება პირველი გამოკვეთა 2005 წლის ივლისში და სახელმძღვანელო ყველა ჩვენი მიმდინარე კვლევითი საქმიანობის. ჩვენი  საგზაო რუკა  მუდმივად მიმდინარეობს დახვეწა და განახლება, როგორც ახალი ინფორმაციის შეიძინა, რომელიც  ტექნიკური წიგნი ალმასის მექანიზმთან  სრულდება, და ფორმალური DMS კვლევის წინადადება მომზადებაში.

Written contents of this page © 2006-16Robert A. Freitas Jr. and Ralph C. Merkle

Image credits: Nanofactory, Assembly Line, Positional Assembly — © John Burch, Lizard Fire Studios. Rotary Nanofactory –designed/modeled by Forrest Bishop, 3D cinematography by E-spaces (Philippe Van Nedervelde), © Forrest Bishop, all rights reserved. Carbon Nanotube Gears — Al Globus, NASA/Ames Research Center. Microbivore — designer Robert Freitas, artist Forrest Bishop, copyright Zyvex. Molecule Tooltip — © Forrest Bishop. Gears in Housing — Nanorex. UniversalJoint — designers K. Eric Drexler and Ralph Merkle. Convergent Assembly, Convergent Factory — K. Eric DrexlerNanosystems (1992). Merkle Designing — Ralph Merkle. Periodic Table, Dollar in Atoms — Robert A. Freitas Jr. Copyright applies to all images.

Leave a Reply