Top Down vs Bottom Up pristup u nanotehnologiji
Nanotehnologija dizajnira, razvija ili manipuliše u nanometarskoj (milijardinoj skali) skali. Veličina objekta trgovine bi trebala biti manja od stotinu nanometara barem u jednoj dimenziji da bismo nešto nazvali nanotehnologijom. Postoje dva pristupa dizajnu u nanotehnologiji poznata kao odozgo prema dolje i odozdo prema gore. Oba pristupa su korisna u različitim vrstama aplikacija.
Pristup odozgo prema dolje
U pristupu odozgo prema dolje, nano-objekti se prave obradom objekata većih dimenzija. Izrada integriranih kola je primjer za nanotehnologiju odozgo prema dolje. Sada je narastao do nivoa proizvodnje nano elektromehaničkih sistema (NEMS) gde su sitne mehaničke komponente kao što su poluge, opruge i kanali za fluid zajedno sa elektronskim kolima ugrađeni u sićušni čip. Početni materijali u ovim izradama su relativno velike strukture kao što su kristali silicija. Litografija je tehnologija koja je omogućila izradu tako sitnih čipova i postoji mnogo vrsta njih kao što su foto, litografija elektronskim snopom i litografija sa jonskim snopom.
U nekim aplikacijama materijali većeg razmjera se melju do nanometarske skale kako bi se povećao omjer površine i zapremine radi veće reaktivnosti. Nano zlato, nano srebro i nano titan dioksid su takvi nano materijali koji se koriste u različitim aplikacijama. Proces proizvodnje ugljeničnih nanocevi korišćenjem grafita u lučnoj peći je još jedan primer za nanotehnologiju pristupa odozgo prema dole.
Pristup odozdo-gore
Pristup odozdo prema gore u nanotehnologiji stvara veće nanostrukture od manjih građevinskih blokova kao što su atomi i molekuli. Samomontaža u kojoj se željene nano strukture same sklapaju bez ikakvih vanjskih manipulacija. Kada veličina objekta postaje sve manja u nanofabrikaciji, pristup odozdo prema gore postaje sve važnija dopuna tehnikama odozgo prema dolje.
Nanotehnologija pristupa odozdo prema gore može se pronaći u prirodi, gdje su biološki sistemi iskoristili hemijske sile za stvaranje struktura za ćelije potrebne za život. Naučnici i inženjeri provode istraživanja kako bi oponašali ovu kvalitetu prirode kako bi proizveli male klastere specifičnih atoma, koji se zatim mogu sami sastaviti u složenije strukture. Proizvodnja ugljičnih nanocijevi metodom polimerizacije katalizirane metalom dobar je primjer za nanotehnologiju pristupa odozdo prema gore.
Molekularne mašine i proizvodnja je koncept nanotehnologije odozdo prema gore koju je uveo Eric Drexler u svojoj knjizi Engines of Creation 1987. On je dao rane poglede na to kako se mehanički sistemi nano-razmera mogu koristiti za izgradnju složenih molekularnih struktura.
Razlika između pristupa odozgo prema dolje i odozdo prema gore u nanotehnologiji
1. Proces proizvodnje počinje od većih struktura u pristupu odozgo prema dolje gdje su početni blokovi manji od konačnog dizajna u pristupu odozdo prema gore
2. Proizvodnja odozdo prema gore može proizvesti strukture sa savršenim površinama i ivicama (ne naborane i ne sadrže šupljine itd.) iako površine i ivice koje rezultira proizvodnjom odozgo prema dolje nisu savršene jer su naborane ili sadrže šupljine.
3. Proizvodne tehnologije pristupa odozdo prema gore su novije od proizvodnje odozgo prema dolje i očekuje se da će biti alternativa za nju u nekim aplikacijama (primjer: tranzistori).
4. Proizvodi s pristupom odozdo prema gore imaju veću preciznost (veću kontrolu nad dimenzijama materijala) i stoga mogu proizvoditi manje strukture u poređenju sa pristupom odozgo prema dolje.
5. U pristupu odozgo prema dolje postoji određena količina izgubljenog materijala jer su neki dijelovi uklonjeni iz originalne strukture za razliku od pristupa odozdo prema gore gdje se nijedan materijalni dio ne uklanja.
