Nanomalzemeleri imal etmek için kullanılan yöntemler genelde
iki gruba ayrılabilir: yukarıdan aşağıya (top-down) yöntemler ve aşağıdan
yukarıya (bottom-up) yöntemler. Birinci durumda, nanomalzeme, bir kütle (bulk)
substrattan türetilir ve istenen nanomalzeme elde edilinceye kadar malzemenin
kademeli olarak ayrılmasıyla (veya uzaklaştırılması) elde edilir. Top-down
yöntem, büyük bir mermer bloktan heykel oyma gibi düşünülebilir; baskı metotları
da bu sınıfa girer. Bottom-up yöntemleri ters yönde çalışır: nanomalzeme,
örneğin bir nanokaplama, atomik veya moleküler öncülerden başlayarak, istenilen
yapı oluşuncaya kadar kademeli olarak monte edilerek elde edilir; Lego
tuğlaları ile yapı oluşturulmaya benzer.
Her iki yöntemde de, iki önemli koşul gereklidir: üretim
şartlarının kontrolü (örneğin, elektron demetinin enerjisi gibi) ve çevre
koşullarının kontrolü (toz, kirletici madde v.s.). Bu nedenlerle
nanoteknolojilerde, çoğunlukla temiz oda laboratuarlarında, vakumda
çalıştırılan son derece sofistike üretim araçları kullanılır.
Bottom–up ve top–down nanoteknoloji: Nanomalzeme, en
az bir yönde nano skalaya sahip olan yapısal ünitelerdir. Nanomalzemelerin
üretiminde fiziksel ve kimyasal (ıslak) metotlar kullanılabilir. Her iki
metotta da top down (kütleden-nanoboyuta-malzemeye) ve bottom-up
(nanoboyuttan-malzemeye) yöntemler uygulanabilir. Fiziksel ve kimyasal
Nanomalzeme üretim metotları Şekl-1’de, nanomalzeme sentezlerinde uygulanan bottom-up
ve top-down proseslerin sınıflandırılması Şekil-2 ve 3’de şematik olarak
gösterilmiştir.
Bottom-up Sentezler:
Bu gruba giren sentezlerde malzeme komponentleri çok çok küçüktür (atomik ve
moleküler seviyelerde). Tipik örnekler epiaksiyal büyüme sırasında kuantum
dotlar oluşumu, ve koloidal dispersiyondan nanotaneciklerin oluşmasıdır.
Top-down Sentezler:
Bu sentezlerde büyük (makroskobik) başlangıç malzemelerle çalışılır; oyma
(ethchleme), bilyeli öğütme ve şiddetli plastik deformasyon uygulama tipik örneklerdir.
.
Şekil-1: Nanomalzeme üretim metotları
Şekil-2: Nanomalzeme sentezlerinde uygulanan bottom-up proseslerin sınıflandırılması
Şekil-3: Nanomalzeme sentezlerinde uygulanan top-down proseslerin sınıflandırılması
