(PhysOrg.com) -- En ledande nanoteknikforskare har väckt frågor över en miljard dollar industri genom att djärvt hävda att det finns en gräns för hur små nanotekniska material kan massproduceras.
I en tidning som publicerades idag, torsdag, 21 april, i IOP Publishings tidskrift Nanoteknik , Professor Mike Kelly, Centrum för avancerad fotonik och elektronik, Universitetet i Cambridge, uppgav att man inte kan massproducera strukturer med en diameter på tre nanometer eller mindre med en top-down-metod.
Detta uttalande väcker en stor fråga om de miljarder dollar som hälls in i nanoteknik varje år i hopp om att den senaste tekniken som utvecklats i labbet kan göra övergången till en tillverkad produkt på marknaden.
Nanoteknik bygger på förmågan att kontrollera och manipulera materia på atomär och molekylär nivå och har långtgående tillämpningar inklusive leverans av läkemedel till kroppen, öka effektiviteten hos solpaneler och förbättra metoderna för livsmedelsförpackningar.
Det övergripande målet när nanoteknik kommer in på marknaden är låg kostnad, tillverkning i stora volymer, men samtidigt, materialens egenskaper måste vara mycket reproducerbara inom en förutbestämd gräns, som Kelly säger inte kan hända under 3nm-gränsen när man försöker skapa arrayer.
Uppifrån och ned synsätt på tillverkning, som Kelly uppger är begränsad, använder externa verktyg för att skära och forma stora material för att innehålla många mindre detaljer. dess alternativ, bottom-up-metoden, innebär att sätta ihop små enheter, vanligtvis molekyler, att konstruera hela material – ungefär som ett pussel – men denna process är för oförutsägbar för defekter – fri massproduktion av arrayer.
Kelly använde statistisk utvärdering av vertikala nanopelare - som har föreslagits för användning i sensorer och skärmar - som ett exempel för att demonstrera sin teori. Han konstaterar att beviset kommer i två steg. Den första beror på det faktum att när material massproduceras i så liten skala kommer det att finnas stor variation i storleken på olika komponenter.
Som ett resultat av denna variation, materialets egenskaper kommer att variera i en utsträckning där materialet inte kan fungera till full kapacitet inom en array.
Professor Kelly säger, "Om jag har fel, och ett motexempel till min teorem ges, många forskare skulle vara säkrare i sitt fortsatta arbete, och det är bra för vetenskapen.
"Om mer arbete ägnas åt det svåra problemet att förstå vad som kan tillverkas och hur, på bekostnad av fler studier av saker som inte kan tillverkas under villkoren i föreliggande sats, då är det också bra för vetenskapen och för tekniken."
