ბრილიანტი მექანიზმების შესავალი

Original web-page: http://www.molecularassembler.com/Nanofactory/DMS.htm

რა არის ბრილიანტის მექანიზმები?

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

ელემენტის ზუსტი გაყალბება მოიცავს ჩატარების საკვების მარაგი ატომები ან მოლეკულები და მზარდი ნანოსკალე შრომა, სათანადო ნათესავი პოზიციები და ორიენტაციების ისე, რომ როდესაც მათ შეეხოთ მათ შეუერთდება ერთად სასურველი ფორმით.

ამ პროცესში, მექანიზმენტური ინსტრუმენტი უნდა აღიზარდოს ზედაპირზე შრომა. ერთი ან მეტი გადაცემის ატომები ემატება, ან ამოღებულ, შრომა მიერ ინსტრუმენტი. მაშინ ინსტრუმენტი არის ამოღებული და შევსება. ეს პროცესი მეორდება სანამ შრომა (მაგალითად, მზარდი ნანოპართი) არის შეთითხნილი მოლეკულური სიზუსტით თითოეული ატომი ზუსტად სწორი ადგილი. გაითვალისწინეთ, რომ გადაცემის ატომები ქვეშ თანამდებობრივი კონტროლის * ნებისმიერ დროს რათა თავიდან აიცილოს არასასურველი გვერდითი რეაქციები ხდება.

მან პირველი ექსპერიმენტული დემონსტრირება ჭეშმარიტი მექანიზმთან, დამყარების კოვალენტური ბმები გამოყენებით წმინდა მექანიკური ძალების სილიციუმის ატომის არ ნახშირბადის ატომები, იტყობინება  მშობელი სექცია და კოლეგებს  2003 წლის  პირველი ბრილიანტის მექანიზმები პატენტის მიენიჭა აშშ 2010 წლის 30 მარტს, რომ  რობერტ ა ფრიტა უმცროსი

* უფრო ზუსტად, ის არის სახელური სტრუქტურა, რომელიც უშუალოდ იღებს თანამდებობრივი კონტროლი და გამოყენებითი ძალები, არ ერთვის გადაცემის ატომები. მაგრამ გვერდითი ეფექტი პოზიციურად ზღუდავენ სახელური, რომ ხორცი წვერი ასევე, გარკვეულწილად, პოზიციურად შეზღუდული, ბევრად უფრო მეტი, ვიდრე, ვთქვათ, უფასო გაზი და გადაწყვეტა ფაზა ხორცი.

 

მაკრასორო რობოტებისაგან განსხვავებით, ნანოსკალი მანიპულატორები და ნანოსკალური პროდუქცია ფაბრიკაციის ან შეკრების შუალედურ ეტაპებზე თბური ხმაურის საშუალებით მოხდება. ატომები და მოლეკულები მუდმივ მდგომარეობაში არიან და იტყვიან. უმაღლესი ტემპერატურა, უფრო ძლიერი შუამდგომლობა. ინდივიდუალური ატომების განთავსება შეიძლება ერთი სკანირების გამოკვლევის მიკროსკოპია, რომელშიც მკვეთრი წვერი ჩამოყალიბებულია ნიმუშის ზედაპირზე, რომელიც ქმნის სიგნალს, რომელიც საშუალებას აძლევს დამონტაჟებული ზედაპირის შესაცვლელად, უხეშად ანალოგიურად ბრმა პერსონალის მოსასმენად ერთად ლერწმის იგრძნოს გზა წინ. ზოგიერთი სკანირების გამოკვლევა მიკროსკოპი ატომური ზედაპირზე სიტყვასიტყვით დააყენებს და აღწერს, თუ რამდენად ძნელია ზედაპირზე დაბრკოლება, ან დააკავშირებს პრობასა და ზედაპირს ძაბვის წყაროსთან და გაზომავს მიმდინარე ნაკადი, როდესაც გამოძიება უახლოვდება ზედაპირს. სხვა პრობი-ზედაპირული ურთიერთქმედების მასპინძელი შეიძლება შეფასდეს და გამოიყენება სხვადასხვა სახის სკანირების გამოკვლევა მიკროსკოპი- ების შესაქმნელად.

რუკების გარდა, სკანირების გამოკვლევა მიკროსკოპი ასევე შეუძლია შეცვალოს ზედაპირი – მაგალითად, ინდივიდუალური ატომებისა და მოლეკულების შესანახად სასურველ ნიმუშში. 1989 წელს ერთ-ერთმა კარგად გამოცხადებულმა საქმემ მეცნიერებმა ნიკელის ზედაპირზე 35 xenon ატომი მოაწყეს, რათა შექმნან წერილები, რომლებიც მათ დამსაქმებელს “IBM” უწოდებენ. მაგრამ ეს სკანირების გამოკვლევა მიკროსკოპი მანიპულირება საჭიროებს 4 გრადუსამდე გაგრილებას აბსოლუტური ნულოვანი, რომელიც არეალიზებადია ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის. სკანირების გამოკვლევა მიკროსკოპი- ებს ასევე გააჩნიათ შეცდომის მაღალი მაჩვენებლები, რათა მოითხოვონ შედარებით დახვეწილი შეცდომების გამოვლენა და კორექციის მეთოდები. მიუხედავად იმისა, რომ ამ სისტემებს შეუძლიათ რამდენიმე ატომის ან მოლეკულის გადაადგილება, მათ არ შეუძლიათ წარმოიქმნას დიდი რაოდენობით ზუსტად სტრუქტურირებული ბრილიანტი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მოლეკულური რობოტის მკლავის აშენებისთვის.

დღევანდელი სკანირების გამოკვლევა მიკროსკოპიs ასევე ძალიან ნელი. ბუნებაში, ბაქტერიული კორპუსი პალედი მიიღოს მინიმუმ 25 მილიწამში დაამატოთ ერთი ამინომჟავის მზარდი ცილის ქვეშ თანამდებობრივი კონტროლი. თუ ნანოფაქტურა საწარმოო ხაზი და მოლეკულური აჯანყებული წარმოებითა ასლი თვით (ან თავისი მასობრივი) დაახლოებით დღეში, და თუ ეს მოითხოვს დაახლოებით ასი მილიონი ატომი-განთავსება ოპერაციების, თითოეული ასეთი ოპერაციის უნდა დასრულდეს ~ 1 მილიწამში, გარკვეულწილად უფრო სწრაფად მუშაობის სიხშირე, ვიდრე კორპუსი პალედი. დღევანდელი სკანირების გამოკვლევა მიკროსკოპიs, პირიქით, შეიძლება დასჭირდეს საათი მოწყობა ერთი ატომის ან მოლეკულა. ძირითადი მიღწევების სკანირების გამოკვლევა მიკროსკოპი სიჩქარე და სიზუსტე იქნება საჭირო, რათა მივაღწიოთ საიმედო ბრილიანტის მექანიზმები და ასეთი მიღწევების გამოკვეთილ ექსპერიმენტული მიზანი  ნანოფაქტურა თანამშრომლობა.

სათანადო პოზიციის შესანარჩუნებლად, ხელსაწყოთა ხელსაწყოს და სხვა დამხმარე სტრუქტურის დაცვა (და იმ სამუშაოების შესახებ, რომელზედაც ბრილიანტის მექანიზმები- ის ხელსაწყოები მუშაობენ) ძალიან მკაცრი უნდა იყოს. მასალის სიმკვრივე და სიმკვრივე დამოკიდებულია ობლიგაციების რიცხვსა და სიძლიერეზე, რომლებიც აერთიანებს მის ატომებს და ატომების მასაჟით. ელემენტს, რომელიც საუკეთესოდ შეესაბამება ამ კრიტერიუმს, არის ნახშირბადის, რომელიც არის მსუბუქი და ძლიერია ობლიგაციები, ვიდრე სხვა ელემენტები. ნახშირბადის ნახშირბადის ბონდის განსაკუთრებით ძლიერია. თითოეული ნახშირბადის ატომი შეიძლება იყოს 4 მეზობელ ატომზე. და ნახშირბადის ატომებს შეუძლიათ გააძლიერონ მატერიალური მასალა: ბრილიანტი. ბრილიანტის, ძლიერი ობლიგაციების მკვრივი ქსელი ქმნის ძლიერი, შედარებით მსუბუქი და ძალიან ძლიერი მასალა.

ბრილიანტის მექანიზმების სამუშაო გარემო ხშირად მიჩნეულია ულტრა მაღალი ვაკუუმით (ულტრა მაღალი ვაკუუმი), თუმცა ბრილიანტის მექანიზმები-ის კეთილშობილური გაზის სითხეში ან სხვა ქიმიურად ინერტული სითხის გარემოში არ არის წარმოუდგენელი.

კომპიუტერის გამოყენებით ავტომატური ხელსაწყოები ასრულებენ პოზიციურად კონტროლირებადი ბრილიანტის მექანიზმები ხანგრძლივ დაპროგრამებული თანმიმდევრობა რეაქცია ნაბიჯები, ჩვენ შეუძლია დაამზადოს მარტივი  ბრილიანტის  ნანომიკური ნაწილები, როგორიცაა საკისრები, გადაცემის, ძლიერი და აშკარად ამპარტავანი სიარული, წყლები, ბრილიანტი ლოგიკა წნელები (ილუსტრირებული უფლება), და გრაგნილები უნდა ატომური სიზუსტით. მიუხედავად იმისა, რომ სავარაუდოდ, რამდენიმე ძირითადი  ბრილიანტის სტრუქტურები შეიძლება პროდუქტიულ გამოყენებით თვითმმართველობის ასამბლეის ტექნიკის ჩვეულებრივი სინთეზური ქიმიის, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ მრავალ გამორჩეული, უაღრესად დაძაბული და კომპლექსური ორი ან მეტი ციფრული სიგნალი შეიცვალა სტრუქტურები შეიძლება შეთითხნილი გარეშე დასაქმების ზოგიერთი ფორმა თანამდებობრივი კონტროლი.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ინსტრუმენტები ბრილიანტის მექანიზმები

ეს უკვე შესაძლებელია სინთეზის ნაყარი ბრილიანტი დღეს. ამ პროცესს გარკვეულწილად თქვენში აეროზოლი ფერწერა, ჩვენ დაამყარონ ფენის შემდეგ ფენა ალმასის ჩატარების ზედაპირზე ღრუბელი რეაქტიული წყალბადის ატომები და ნახშირწყალბადების მოლეკულები. როდესაც ამ მოლეკულების დატაკება შევიდა ზედაპირზე ისინი შეცვლის, ან დასძინა, მოხსნის, ან რეორგანიზაცია ატომები. ყურადღებით მაკონტროლებელი წნევა, ტემპერატურა, და ზუსტი შემადგენლობის გაზის ამ პროცესში – რომელსაც  ქიმიური ორთქლის განთავსება  და გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების – ჩვენ შეგვიძლია შევქმნათ პირობები, რომ ემხრობა ზრდის ბრილიანტი ზედაპირზე. ტიპიური გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების რეაქტორი კონფიგურაცია ილუსტრირებულია უფლება.

მაგრამ რეაქტიული მოლეკულების ზედაპირზე შემთხვევით დაბომბვა არ იძლევა კარგ კონტროლს ზრდის პროცესზე და უფრო ჰგავს ქვიშის ქვაბთან ერთად მაჯის სახურავს. ატომური თვალსაზრისით ზუსტი გაყალბების მისაღწევად, პირველი გამოწვევაა იმისათვის, რომ ყველა ქიმიური რეაქცია განხორციელდეს ზედაპირზე ზუსტად განსაზღვრულ ადგილებში. მეორე პრობლემაა ის, თუ როგორ უნდა გააკეთოთ ალმასის ზედაპირზე რეაქტიული კონკრეტული წერტილები, სადაც ჩვენ გვინდა კიდევ ერთი ატომის ან მოლეკულის დამატება. ალმასის ზედაპირი, როგორც წესი, დაფარულია წყალბადის ატომების ფენაზე (თეთრი ატომები, რომლებშიც ჭარბი C (110) ზედაპირის ილუსტრაცია მარჯვნივ). ამ ფენის გარეშე, ნედლი ალმასის ზედაპირი ძალიან რეაქტიული იქნებოდა, რადგან იგი ნახშირბადის ატომების ზედა ფენადან გამოუყენებელი (ან “დენგლინგის”) ობლიგაციებითაა გამოყენებული. მიუხედავად იმისა, რომ წყალბადის თავიდან ასაცილებლად არასასურველი რეაქციები, იგი ასევე უწევს მთელ ზედაპირზე ინერტული, რაც ძნელია დაამატოთ ნახშირბადის (ან არაფერი) მას.

ამ პრობლემის გადასალახავად, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ მოლეკულური მასშტაბის ხელსაწყოების კომპლექტი, რომელიც კარგად განსაზღვრული ნაბიჯების გადასაწყვეტად, ზედაპირის მომზადებასა და ჰიდროკარბონალური სტრუქტურების შექმნას ალმასის, ატომის, ატომებისა და მოლეკულის მიერ მოლეკულის მიერ. მექანიზმენტურ ინსტრუმენტს გააჩნია ორი ძირითადი კომპონენტი – ქიმიურად აქტიური ხელსაწყო და ქიმიურად ინერტული ხელსაწყო, რომლის საშუალებითაც ხელსაწყოები ერთმანეთთან კავშირია. სახელური სტრუქტურა პოზიციურად მანიპულირებულია სკანირების გამოკვლევა მიკროსკოპი- ის ან მსგავსი ინსტრუმენტების გამოყენებით.

მინიმუმ  სამი ძირითადი მექანიზმენტური ინსტრუმენტები, რომელიც უკვე მიიღო მნიშვნელოვანი  თეორიული (და ზოგიერთი ექსპერიმენტული) შესწავლა  იქნება საჭირო აშენება ატომიically ზუსტი ბრილიანტი გავლით თანამდებობრივი კონტროლი:

(1)  წყალბადის აბსტრაქცია ინსტრუმენტები,

(2)  ნახშირბადის განლაგება ინსტრუმენტები და

(3)  წყალბადის შემოწირულობა ინსტრუმენტები.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1  2 3

(1) წყალბადის აბსტრაქცია ინსტრუმენტები

პირველი ნაბიჯი ამ პროცესში მექანიზმენტური გაყალბება ბრილიანტი შეიძლება ამოიღონ წყალბადის ატომის თითოეული ორი კონკრეტული მიმდებარე ლაქების ალმასის ზედაპირზე, რის გამოც უკან ორი რეაქტიული ჩამოკიდებული თავისუფლად ობლიგაციები. ეს შეიძლება გაკეთდეს გამოყენებით  წყალბადის აბსტრაქცია ინსტრუმენტი  – ჯერ კიდევ თეორიული მოლეკულური სტრუქტურა, რომელსაც აქვს მაღალი ქიმიური სპონტანური სიმპათია წყალბადის ერთ ბოლოს, მაგრამ სხვაგან ინერტული.

ინსტრუმენტი ის პასიურია რეგიონში ასრულებს სახელურის და სახელური დანართი წერტილი. ინსტრუმენტი იქნება გაიმართა მოლეკულური თანამდებობრივი მოწყობილობა, თავდაპირველად ალბათ მსკანირებელზონდიანი მიკროსკოპი წვერი, მაგრამ საბოლოო ჯამში მოლეკულური რობოტი მკლავი, და გადავიდა პირდაპირ კერძოდ წყალბადის ატომები ზედაპირზე. ერთ-ერთი საუკეთესო მოლეკულის წყალბადის აბსტრაქცია ინსტრუმენტი არის აცეტილენის რადიკალური – ორი ნახშირბადის ატომები სამმაგი დაკავშირებული ერთმანეთთან. ერთი ნახშირბადის იქნება სახელური დაკავშირებით, და ბონდის რომ ნანოსკალე წესი ინსტრუმენტი მეშვეობით დიდი სახელური სტრუქტურა ალბათ შედგება ადამანტანის გალიები, როგორც ჩანს, ილუსტრაცია უფლება. სხვა ნახშირბადის აქვს ჩამოკიდებული თავისუფლად ობლიგაცია, სადაც წყალბადის ატომის ჩვეულებრივ იმყოფება მოლეკულა ჩვეულებრივი აცეტილენის (C2H2). გარემოს გარშემო ინსტრუმენტი იქნება ინერტული (მაგალითად, ვაკუუმში ან კეთილშობილური გაზის როგორიცაა ნეონის).

ყველაზე დეტალური ანალიზი ყველაზე შესწავლილი ეთნოლი დაფუძნებული  წყალბადის აბსტრაქცია ინსტრუმენტი  უკვე იტყობინება  თემელიო და სხვები (2006), როგორც ერთი ბევრი ერთობლივი ძალისხმევით, რომელიც მოიცავს  ნანოფაქტურა თანამშრომლობაარასამთავრობო ეთნოლი დაფუძნებული წყალბადის აბსტრაქცია ინსტრუმენტები მიერ შემოთავაზებული სხვები, მაგრამ მივიღეთ შედარებით შეზღუდულია თეორიული შესწავლა დღემდე. პრაქტიკული მეთოდი აშენებს ეს ინსტრუმენტი იყო შემოთავაზებული და დაპატენტებულია  2008 ფრიტა და მერკელი და ექსპერიმენტული გამოცდა ეს წინადადება სამუშაოები.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1  2  3

(2) ნახშირბადის განლაგება ინსტრუმენტები

მას შემდეგ, რაც აბსტრაქცია ინსტრუმენტი შექმნა მიმდებარე რეაქტიული ლაქების შერჩევით მოხსნის წყალბადის ატომები ალმასის ზედაპირზე, მეორე ნაბიჯი უნდა შეიტანოს ნახშირბადის ატომები სასურველი საიტები. ამ გზით ალმასის სტრუქტურა აგებულია, მოლეკულაში მოლეკულა, გეგმის მიხედვით.

პირველი  სრული  ინსტრუმენტი ოდესმე შემოთავაზებული ნახშირბადის განთავსება ფუნქცია,  ცნობით  by მერკელი და ფრიტა ერთი წინასწარი შეხედვით კონფერენცია 2002 წელს, არის  DCB6 დიმერი განთავსება ინსტრუმენტი. დიმერი არის მოლეკულა შედგება ორი ერთი და იგივე ატომები ან მოლეკულები დავრჩებოდით ერთად. ამ შემთხვევაში, დიმერი იქნება C 2  – ორი ნახშირბადის ატომები აკავშირებს სამ ობლიგაცია, თითოეული ნახშირბადის დიმერი დაკავშირებული დიდი პასიურია სახელური სტრუქტურა.

დიმერი განთავსება ინსტრუმენტი, ასევე გაიმართა მოლეკულური თანამდებობრივი მოწყობილობა, ჩამოიყვანს ახლოს რეაქტიული ლაქების გასწვრივ კონკრეტული ტრაექტორია, რამაც ორი ჩამოკიდებული თავისუფლად ზედაპირზე ობლიგაციები რეაგირება შაბათ ნახშირბადის დიმერი. დიმერი განთავსება ინსტრუმენტი მაშინ გაიყვანოს, არღვევს შედარებით სუსტი ობლიგაციები შორის და CC დიმერი და გადაცემის ნახშირბადის დიმერი საწყისი ინსტრუმენტი ზედაპირზე, როგორც ამას  ზემოთ. პოზიციურად კონტროლირებადი დიმერი შეიძლება ერთვის თითქმის ყველგან მზარდი ბრილიანტის შრომა, პრინციპში, რომელიც საშუალებას მშენებლობა მრავალფეროვანი სასარგებლო ნანოპართი ფორმებს.

როგორც 2006 წლის  DCB6  დიმერი განთავსება ინსტრუმენტი რჩება  ყველაზე შესწავლილი  ნებისმიერი მექანიზმენტური ძალიან მარტივია თარიღი, რომელსაც ჰქონდა მეტი 150,000 პროცესორი საათის გამოთვლები ინვესტიცია დღემდე მისი ანალიზი, როგორც ერთ-ერთი პირველი ერთობლივი ძალისხმევით, რომელიც მოიცავს  ნანოფაქტურა დაგვეხმარეთ გამოყენებით ორი იყავიოუვალი მტევანი  ZyvexDCB6  ძალიან მარტივია მოტივი მხოლოდ ძალიან მარტივია მოტივი, რომელიც უკვე  წარმატებით იმიტირებული მისი ფუნქციის სრული 200 ატომი ბრილიანტი ზედაპირზე. 2010 წლის 30 მარტს,  აშშ-ს საპატენტო პოსტები 7,687,146 გაიცა მეთოდი წარმოების DCB6 ინსტრუმენტი – პირველი პატენტის ოდესმე გაცემული ალმასის მექანიზმთან. სხვა დიმერი (და მასთან დაკავშირებული ნახშირბადის გადაცემა) ძალიან მარტივია მოტივებით, რომ არ მიიღო ნაკლებად შესწავლა, არამედ, სავარაუდოდ, ასრულებს კარგად უკვე მიერ შემოთავაზებული  დექსტერი  (1992),  მერკელი  (1997), მერკელი და ფრიტა  (2003),  ალ და დექსტერი  (2005),  ფრიტა, ალ და მერკელი  (2006),  ფრიტა და მერკელი  (2008) და სხვები, მათ შორის ყველაზე სასარგებლოდ გერმანელი მეთილინი ინსტრუმენტი დასძინა მეთილის ჯგუფების ალმასის, რადგან პირველად აღწერილი  ფრიტა და მერკელი 2008 წელს.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2  3

(3) წყალბადის შემოწირულობა ინსტრუმენტები

მას შემდეგ, რაც ატომი ზუსტი სტრუქტურა უკვე გაყალბებულია მემკვიდრეობას წყალბადის აბსტრაქციები და ნახშირბადის ჩვენებებზე, შეთითხნილი სტრუქტურა უნდა იყოს პასიურობით რომ თავიდან ავიცილოთ დამატებითი დაუგეგმავი რეაქცია.

მიუხედავად იმისა, რომ წყალბადის აბსტრაქცია ინსტრუმენტი არის განკუთვნილი იმისათვის, ინერტული სტრუქტურა რეაქტიული შექმნით ჩამოკიდებული თავისუფლად ბონდის,  წყალბადის შემოწირულობის ინსტრუმენტი  არ პირიქით. რაც რეაქტიული სტრუქტურა ინერტული მიერ შეწყვეტის ჩამოკიდებული თავისუფლად ობლიგაცია. ასეთი ინსტრუმენტი იქნება გამოყენებული სტაბილიზაციას რეაქტიული ზედაპირზე და თავიდან აცილების ზედაპირზე ატომების რეორგანიზაცია მოულოდნელი და არასასურველი გზები. ძირითადი მოთხოვნა წყალბადის შემოწირულობის ინსტრუმენტი არის, რომ იგი მოიცავს სუსტად მიმაგრებული წყალბადის ატომის. ბევრი მოლეკულების ჯდება, რომ აღწერა, მაგრამ ობლიგაციების შორის წყალბადის და გერმანიუმი (ან) განსაკუთრებით სუსტია. დაფუძნებული (ანდაფუძნებული) წყალბადის შემოწირულობის ინსტრუმენტი უნდა იყოს ეფექტური.

ყველაზე დეტალური ანალიზი ყველაზე შესწავლილი შეცვალეს-ადამანტანის დაფუძნებული წყალბადის შემოწირულობის ინსტრუმენტი იტყობინება  თემელიო და სხვები (2007), როგორც ერთ ერთი ერთობლივი ძალისხმევით, რომელიც მოიცავს  ნანოფაქტურა თანამშრომლობაალტერნატიული წყალბადის შემოწირულობის ინსტრუმენტი მოტივებით უკვე მიერ შემოთავაზებული სხვები, მაგრამ მივიღეთ შედარებით შეზღუდულია თეორიული შესწავლა დღემდე.

სამაგალითო მექანიზმური რეაქციის თანმიმდევრობა
ამ რეაქციის თანმიმდევრობით გამოყენებული მექანიზმური ინსტრუმენტები:
HAbst ინსტრუმენტი
HDon ინსტრუმენტი
გერმანელი მეთილინი (გერმანელი მეთილინი) ინსტრუმენტი
GeRad ინსტრუმენტი

აქ ჩვენ აღწერს ტიპიური მექანიზმენტური რეაქცია თანმიმდევრობით გამოყენებით ოთხი ელემენტის ზუსტი მინიშნებები, ცხრილის ზემოთ. თანმიმდევრობა, როგორც ეს უკვე დამოწმებული გამოყენებით მოწინავე  თავიდანვე  გამოთვლითი ქიმიის გათვლებით, მაგრამ არა ექსპერიმენტულად. ეს კონკრეტული თანმიმდევრობით შეიძლება გამოყენებულ იქნას დაამატოთ CH3  არსებითად ნებისმიერ შერჩეულ ნახშირბადის ატომი წლის ნახშირწყალბადების შრომა. ილუსტრაცია ქვემოთ, შრომა წარმოდგენილია კასეტური ატომები ბოლოში ჩარჩოს წარმოადგენს პატარა ნაჭერი C (100) – H (2 × 1) ბრილიანტი ზედაპირზე. ნახშირბადის ატომები შავი, წყალბადის ატომების თეთრი, და გერმანიუმის ატომები ყვითელი.

ეს რეაქცია თანმიმდევრობით პირდაპირ დასაქმებულია სამი ინსტრუმენტები დროს გაყალბება პროცესი: წყალბადის აბსტრაქცია (HAbst) ინსტრუმენტი, გერმანელი მეთილინი (გერმანელი მეთილინი) ინსტრუმენტი და წყალბადის შემოწირულობა (HDon) ინსტრუმენტი. აღსრულების რიგითობა აწარმოებს გაატარა HAbst ინსტრუმენტი და ორი GeRaD ინსტრუმენტები (გერმანიუმი რადიკალური არის მეოთხე tooltype) პროცესში, რომელიც უნდა განახლება ადრე იმეორებს თანმიმდევრობით მეორე საიტზე. რეაქცია განაახლოს ეს ინსტრუმენტები ასევე  შემოთავაზებული და დავადგინე, კომპიუტერულად, ისევე როგორც რეაქცია ერწყმის ყველა საშუალება და რეაქცია ერწყმის ფართო სპექტრის სასარგებლო ნახშირწყალბადები, მათ შორის, ინდოელი, გრაფიტი, ფულელები, და სხვა.

რეაქცია თანმიმდევრობით ილუსტრირებული ზემოთ აგრძელებს:
         (A)  HAbst ინსტრუმენტი უახლოვდება კონკრეტული წყალბადის ატომის.
         (B)  HAbst ინსტრუმენტი გაიყვანს, ტარების დატოვა ამოღებული წყალბადის ატომის.
         (C)  გენმოდიფიცირებული ინსტრუმენტი თავისი CH2 ჯგუფი უახლოვდება რადიკალური ნახშირბადის ატომი შრომა.
         (D)  გენმოდიფიცირებული ინსტრუმენტი თავისი CH2 ჯგუფი ვალდებულებები შრომა ნახშირბადის ატომი.
         (E)  ჩ2  ნაშთები ობლიგაციაed რომ შრომა ნახშირბადის ატომი როგორც გერმანელი მეთილინი ინსტრუმენტი დაიძრნენ, კონვერტაცია ინსტრუმენტი, რათა GeRaD სახელური მიერ detaching საწყისი (არღვევს ბონდის ერთად) CH2.
         (F) HDon ინსტრუმენტი უახლოვდება ახლად დამატებული CH2  ჯგუფი.
         (G)  წყალბადის ატომის ტოვებს HDon ინსტრუმენტი და ობლიგაციები, უაღრესად რეაქტიული CH2  ჯგუფი, რომელიც აწარმოებს სტაბილური CH3  ჯგუფის შრომა; როგორც ინსტრუმენტი გაიყვანს, გადაცემა წყალბადის ატომის აკონვერტებს HDon ინსტრუმენტი, რათა GeRaD სახელური.

რატომ მხოლოდ ბრილიანტი?

ეს  რამდენიმე მოლეკულური ინსტრუმენტები, პლუს რამდენიმე სხვა, უნდა მოგვცემს ფართო სპექტრი ატომი ზუსტი ძლიერი სტრუქტურები შედგება წყალბადის და ნახშირბადის – მაგალითად, ალმასის.

უნდა აღინიშნოს, რომ ეს არის ბევრად ნაკლებად ამბიციური თავდაპირველი მიზანი, ვიდრე ცდილობს გამოიყენოს ყველა 90+ ბუნებრივი ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი. მაგრამ სანაცვლოდ შევიწროება ჩვენი ყურადღება ამ უფრო შეზღუდული კლასის სტრუქტურების, ჩვენ ბევრად უფრო ადვილია, დეტალური ანალიზი იმ სტრუქტურებს, შეიძლება შეთითხნილი და სინთეზური რეაქცია საჭირო იმისათვის, რომ მათ. ბრილიანტი და მისი დამამცირებელი მტკიცებულება ვარიანტი ამ კატეგორიას მიეკუთვნება, ისევე როგორც ფულელები (ფურცლები ნახშირბადის ატომების შემოვიდა სფეროებად, მილები, და სხვა ფორმები). ეს მასალები შეიძლება შესაქმნელად ყველა ნაწილების საჭირო ძირითადი ნანომიკური მოწყობილობები, როგორიცაა ძლიერი და აშკარად ამპარტავანი სიარული, საკისრები (ილუსტრაცია უფლება), გადაცემის, წნელები, კორპუსის, და რობოტი იარაღი.

მოგვიანებით, როგორც ჩვენი ანალიზური და ექსპერიმენტული შესაძლებლობები ბრილიანტის მექანიზმები სექსუალურ და უფრო ძალიან მარტივია მოტივებით შემოთავაზებული და გაანალიზებული, მუჭა დამატებითი ელემენტები შეიძლება დაემატოს, როგორიცაა დანამატების ატომები შეთითხნილ ბრილიანტი ელექტრონული მოწყობილობები და სილიციუმის შეცვლის ნახშირბადის სტრუქტურული გალიაში ატომის ზოგიერთი პროგრამები.

ამ და მასთან დაკავშირებული სტრუქტურების, ალბათ მაინც შედგება, პირველ რიგში ნახშირბადის და წყალბადის მაგრამ ახლა ერთად ატომები აზოტის, ჟანგბადის, სილიკონი, და რამდენიმე სხვა ქიმიური ელემენტები, შეავსოთ ჩვენი უნარი აწარმოოს ფართო სპექტრს მთელი კლასი “ბრილიანტის” მასალები. ეს საშუალებას მისცემს გაცილებით უფრო მრავალფეროვანი ნაწარმი, როგორიცაა საკისრები ფართო სპექტრი ზომის, რომ გამოიყენოს სხვა ატომებს (მიღმა წყალბადის და ნახშირბადის) სხვადასხვა კოვალენტი ატომური რადიუსი, როგორც ილუსტრირებული უფლება.

როგორ შეგვიძლია ამ მექანიზმების?

პირველი წინადადება პრაქტიკული პროცესში მშენებლობის  DCB6Ge მექანიზმენტური ძალიან მარტივია 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 of  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 ბრილიანტის მექანიზმები მიდგომები.

მეთოდები მშენებლობის სამი დამატებითი ბრილიანტის მექანიზმები რჩევებს ექსპერიმენტულად გამოყენებით მხოლოდ გაკეთებული ხელმისაწვდომია ლაბორატორიული ტექნიკის მიერ შემოთავაზებული  ფრიტა და მერკელი 2008 წელს. 2007 წლის სექტემბერში, როდესაც პატენტის იქნა შეტანილი, დაკალიბრება ეშვება დაიწყო წლის ახლად შეძენილი მსკანირებელზონდიანი აღჭურვილობა, რომელიც, სავარაუდოდ, გამოყენებული ჩვენი ექსპერიმენტალისტი მონაწილეთა მცდელობა აშენება პირველი ბრილიანტის მექანიზმები ძალიან მარტივია გამოყენებით ერთი შემოთავაზებული ბრილიანტის მექანიზმები რეაქცია თანმიმდევრობა.

სხვა პრაქტიკული წინადადებები მშენებლობის პირველი ბრილიანტის მექანიზმები ხელსაწყოები, არსებული ტექნოლოგია, რომლებიც ცალსახად ცდილობდა მიერ ნანოფაქტურა თანამშრომლობა.

მას შემდეგ, რაც პირველი ბრილიანტის მექანიზმები ხელსაწყოები აგებული, ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ავაშენოთ მომავალი თაობის, უფრო სწორად, უფრო ადვილად დატენვის და, ზოგადად, ბევრად გაუმჯობესდა მექანიზმენტური ინსტრუმენტები (ილუსტრაცია უფლება). საბოლოო ჯამში, ამ განმეორებითი განვითარების პროცესში იქნება სექსუალურ კომპლექტი ეფექტური, პოზიციურად კონტროლირებადი მექანიზმენტური ინსტრუმენტი, რომელიც შეიძლება საიმედოდ აშენება ატომი

ზუსტი  ბრილიანტის სტრუქტურების, მათ შორის – უფრო ბრილიანტის მექანიზმები ინსტრუმენტები.

ბრილიანტის მექანიზმები ინსტრუმენტები ასამბლეის ხაზი

ქარხნის საწარმოო ხაზი, ინდივიდუალური ბრილიანტის მექანიზმები ხელსაწყოები ვერ დაისმება ხისტი მოძრავი მხარდაჭერა სტრუქტურები და მართვადი განმეორებითი კონტაქტის მოვლენების ბლანკები, გადატენვის სადგური და სხვა ასეთივე-მიმაგრებულია apposed ხელსაწყოები. ეს  მოლეკულური ქარხნები  შეიძლება ამგვარად ასრულებს განმეორებადი გაყალბება ნაბიჯი გამოყენებით მარტივი, ეფექტური მექანიზმები. წისქვილზე, პრინციპში, შეიძლება ოპერაცია მაღალ სიჩქარეებზე – ერთად პოზიციურად შეზღუდული მექანიზმენტური შეტაკებები შესაძლოა ადგილი მდე მეგაჰერცის სიხშირეზე.

კომპიუტერის გამოყენებით ავტომატური ხელსაწყოები ასრულებენ პოზიციურად კონტროლირებადი ბრილიანტის მექანიზმები ხანგრძლივ დაპროგრამებული თანმიმდევრობა რეაქცია ნაბიჯები, ჩვენ შეუძლია დაამზადოს მარტივი  ბრილიანტის  ნანომიკური ნაწილები, როგორიცაა საკისრები, გადაცემის, ძლიერი და აშკარად ამპარტავანი სიარული, წყლები, ლოგიკა წნელები და გრაგნილები ატომური სიზუსტით.

ადრეული ინსტრუმენტები პროგრესის ერთჯერადი ბრილიანტის მექანიზმები ინსტრუმენტები მანიპულირება სკანირების გამოკვლევა მიკროსკოპი მსგავსი მექანიზმები, რათა უფრო რთული მრავალრიცხოვანი წვერი ინსტრუმენტები და საცობები, რომელიც მარტივი ინსტრუმენტები შეიძლება დაამზადოს, ერთ დროს. ეს დამხმარე ინსტრუმენტები მაშინ დასაქმდება, რათა შეიქმნას პროგრესიით უფრო შეუძლია ინსტრუმენტები და მექანიზმები, ხაზი განვითარების დასასრული წარმოების ხაზი კონცეპტუალურად მსგავსია იმ ილუსტრირებული (მხოლოდ სქემატურად) უფლება.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

დამატებითი რესურსები

ანოტირებული ბიბლიოგრაფია  on ბრილიანტის მექანიზმები (ბრილიანტის მექანიზმები)

მიწისნიშანი “მინიმალური ინსტრუმენტი კომპლექტი” ქაღალდის ბრილიანტის მექანიზმები მიერ  ფრიტა და მერკელი 2008 წელს

სია დარჩენილი  ტექნიკური გამოწვევები, რათა მივაღწიოთ ბრილიანტის მექანიზმები

პირველი პატენტის  ოდესმე შეიტანა ბრილიანტის მექანიზმები; აშშ საპატენტო 7,687,146  გამოიცა 2010 წლის 30 მარტს

მეორე პატენტის  ოდესმე შეიტანა ბრილიანტის მექანიზმები

ტექნიკური წიგნი:  ბრილიანტი ზედაპირები და ბრილიანტის მექანიზმები  (მომზადება)

ბიბლიოთეკის მექანიზმენტური ინსტრუმენტი მხატვრები  (მშენებარე)


Written contents of this page © 2006-18 Robert A. Freitas Jr. and Ralph C. Merkle

Image credits: Nanofactory, Assembly Line — © John Burch, Lizard Fire Studios. Molecule Tooltip — © Forrest Bishop. DMS Tool Sequence, DMS Tooltip on Handle, Diamond Logic Rod, Hydrogenated C(110) Surface, 3-Tooltip Stick Figures, and Large DMS Tool — Robert A. Freitas Jr. DCB6Ge Tooltip — Ralph Merkle. H-Abstraction Animation and H-Donation Tool — Berhane Temelso. Scanning Probe Microscope diagram — Antoine Dagan, CNRS Intl. Mag, Spring 2006, p. 20. IBM in atoms — IBM Corporation. CVD Reactor — Gareth Fuge, May 2001. Two Diamond Bearings — designer Ralph Merkle, image created from atom coordinate files by Robert Freitas. Multi-Element Bearing — designers K. Eric Drexler and Ralph Merkle. Molecular Mill — K. Eric Drexler. Copyright applies to all images.


ბოლოს განახლდა 2018 წლის 12 თებერვალს