(PhysOrg.com) -- Een vooraanstaande wetenschapper op het gebied van nanotechnologie heeft vragen opgeworpen over een industrie van miljarden dollars door stoutmoedig te beweren dat er een limiet is aan de manier waarop kleine nanotechnologiematerialen in massa kunnen worden geproduceerd.

In een vandaag gepubliceerde krant Donderdag, 21 april, in het tijdschrift van IOP Publishing Nanotechnologie , Professor Mike Kelly, Centrum voor geavanceerde fotonica en elektronica, Universiteit van Cambridge, stelde dat je structuren met een diameter van drie nanometer of minder niet in massa kunt produceren met behulp van een top-downbenadering.

Deze verklaring roept een grote vraag op over de miljarden dollars die elk jaar in nanotechnologie worden gestoken in de hoop dat de nieuwste technologie die in het laboratorium is ontwikkeld, de overstap kan maken naar een gefabriceerd product op de markt.

Nanotechnologie is gebaseerd op het vermogen om materie op atomair en moleculair niveau te beheersen en te manipuleren en heeft verreikende toepassingen, waaronder de afgifte van medicijnen in het lichaam, het verhogen van de efficiëntie van zonnepanelen en het verbeteren van methoden voor het verpakken van voedsel.

Het algemene doel bij het op de markt brengen van nanotechnologieën is lage kosten, maakbaarheid in grote hoeveelheden, maar op het zelfde moment, de eigenschappen van de materialen moeten zeer reproduceerbaar zijn binnen een vooraf gespecificeerde limiet, wat volgens Kelly niet kan gebeuren onder de 3nm-limiet bij het maken van arrays.

De top-down benadering van productie, die volgens Kelly beperkt is, gebruikt externe gereedschappen om grote materialen te snijden en vorm te geven om veel kleinere functies te bevatten. zijn alternatief, de bottom-upbenadering, omvat het samenvoegen van kleine eenheden, meestal moleculen, om hele materialen te construeren - net als een legpuzzel - maar dit proces is te onvoorspelbaar voor defectvrije massaproductie van arrays.

Kelly gebruikte statistische evaluatie van verticale nanopilaren - die zijn voorgesteld voor gebruik in sensoren en displays - als voorbeeld om zijn theorie te demonstreren. Hij stelt dat het bewijs in twee fasen komt. De eerste is te wijten aan het feit dat wanneer materialen op zo'n kleine schaal in massa worden geproduceerd, er veel variatie zal zijn in de grootte van verschillende componenten.

Als gevolg van deze variatie de eigenschappen van het materiaal zullen zodanig variëren dat het materiaal niet volledig kan functioneren binnen een array.

Professor Kelly zegt:"Als ik het mis heb, en een tegenvoorbeeld van mijn stelling wordt gegeven, veel wetenschappers zouden zekerder zijn in hun verdere werk, en dat is goed voor de wetenschap.

"Als er meer werk wordt besteed aan het moeilijke probleem om te begrijpen wat er gemaakt kan worden en hoe, ten koste van meer studies van dingen die niet kunnen worden vervaardigd onder de voorwaarden van de huidige stelling, dan is dat ook goed voor de wetenschap en voor de techniek."