นาโนเทคโนโลยี  หน่วยที่ 2: ทำความรู้จักกับนาโนเทคโนโลยี  [ความหมายของนาโนเทคโนโลยี][เทคโนโลยีการผลิตระดับนาโน (1)]ี
 
 
 
          หมายถึง เทคโนโลยีที่มีความสามารถให้เกิดการสร้างหรือสังเคราะห์สิ่งของ วัสดุ อุปกรณ์ หรือผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดเล็กมากในระดับนาโนเมตร (อยู่ในช่วงระหว่าง 1-100 นาโนเมตร) โดยการใช้ชิ้นส่วนเครื่องมือที่มีขนาดเล็กมากในการจัดเรียงอะตอมหรือโมเลกุล ในแบบแผนที่ต้องการได้อย่างถูกต้องแม่นยำ ส่งผลให้โครงสร้างของวัสดุ อุปกรณ์หรือผลผลิตที่ได้มีคุณสมบัติพิเศษทางฟิสิกส์ เคมี หรือชีวภาพที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้
 
นาโนเทคโนโลยี  ศาสตร์แขนงใหม่ที่จะเป็นแนวทางปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทั้งในปัจจุบัน  และในอนาคต
 
 
          ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เราจะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีในการผลิตชิ้นส่วนอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ได้มีการพัฒนากันอย่างรวดเร็ว  โดยสามารถสร้างโครงสร้างชิ้นส่วนที่มีขนาดลดลงได้อย่างรวดเร็ว เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือถือ หรือเครื่องเล่นเอ็มพี 3 (mp3) เป็นต้น (จากที่เมื่อก่อนมีขนาดใหญ่มาก)  ซึ่งเทคโนโลยีในการผลิตวัสดุต่างๆ ในระดับที่เล็กลงไปมากๆ นั้น จำเป็นที่จะต้องใช้เทคโนโลยีการผลิตและวิธีการจัดการแบบใหม่ จึงจะสามารถสร้างหรือผลิตวัสดุ อุปกรณ์หรือผลิตภัณฑ์ต่างๆ ในระดับนั้นได้
 
        การผลิตระดับนาโน (nanofabrication)  จำเป็นต้องใช้วิธีการหรือเครื่องมือชนิดพิเศษในกระบวนการผลิต  โดยสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แนวทาง ได้แก่ การผลิตจากใหญ่ไปเล็ก (top-down) และการผลิตจากเล็กไปใหญ่ (bottom-up)
 
ภาพด้านบนเป็นภาพที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน  โดย [ภาพ A]  เป็น nanomechanical electrometer ที่ได้จากวิธีการ EBL (Electron Beam Lithography)  และ [ภาพ B] เป็น patterned film ของท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว (carbon nanotube : CNT) และ [ภาพ C] เป็นท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยวที่เชื่อมต่อระหว่างขั้วไฟฟ้า  และ [ภาพ D] เป็นโครงสร้างเครือข่ายอันเป็นระเบียบร่วมกันของนาโนปอร์และอะตอมของเหล็ก  ส่วน [ภาพ E]  เป็นลักษณะการจัดเรียงโมเลกุลของคาร์บอนมอนอกไซด์ (carbon monoxide) เป็นอักษรรูปตัว C โดยใช้เครื่อง STM (Scanning Tunneling Microscope)
 
          จากภาพด้านบน  แสดงให้เห็นถึง 2 แนวทางในการผลิตโครงสร้างระดับนาโน  คือ  วิธีการจากใหญ่ไปเล็ก (top - down) อย่างเช่น  นาโนลิโทกราฟี (Nanolithography) ซึ่งเป็นการเขียนหรือการประทับเพื่อกำหนดลักษณะโครงสร้างที่ต้องการ  ส่วนวิธีการจากเล็กไปใหญ่ (bottom - up) สามารถทำได้ทั้งกระบวนการที่สามารถเกิดขึ้นเองได้  เช่น  ลำดับการเกิดเป็นมหโมเลกุล (supramolecule) หรือเป็นการออกแบบการสร้างจากความเล็กระดับอะตอมไปสู่ระดับใหญ่มากขึ้น  อย่างเช่น  การสังเคราะห์โดยจัดวางโมเลกุลอย่างเป็นระเบียบได้ด้วยตนเอง (Self-assembly)  เป็นต้น