גישת “מלמטה למעלה” (bottom-up) היא גישה המבוססת על בניית מבנים זעירים מאבני בניין קטנות. אבני הבניין של מבני ננו הם אטומים ומולקולות.
בדרך כלל דרך הבנייה בשיטת “מלמטה למעלה” היא בהרכבה עצמית המבוססת על יכולת ההיקשרות של אבני הבניין כך שהצורה הרצויה נוצרת מעצמה בתהליך המזכיר תהליך כימי
סרטון המדגים תהליך של הרכבה עצמית:
שימו לב!
הסרטון אינו עוסק בננו מבנים, זו רק אילוסטרציה.
י
גישת “מלמטה למעלה” (bottom-up) היא גישה להנדסת מבנים ננומטריים הקרויה גם הרכבה עצמית ושואבת השראה מן הביולוגיה. חומרי היסוד הם הרכיבים הקטנים ביותר שמהם מורכבת המערכת, האטומים והמולקולות, ואלה מתרכבים בתנאים מסוימים כדי ליצור את המבנה הסופי הרצוי.
ניסוי \ הדגמה : הרכבה עצמית של מגנטים
הקליקו על הקישור לפתיחת דף הניסוי:
לחצו כאן
מננו מבנים בטבע להנדסה של ננו מבנים
הביולוגיה מספקת מנגנוני הרכבה עצמית מדויקים וספציפיים בתנאים מסוימים.
דוגמה להרכבה עצמית בטבע: החלב
התנאים המדויקים והספציפיים להיווצרות ננו מבנים בחלב הם :ריכוז מרכיבי החלב והטמפרטורה שנשמרת בתוך הפרה.ריכוז מסוים של קזאינים בתוספת סידן פוספט ומעט ציטראט גורם למולקולות להסתדר במבנים כדוריים הדומים לכדורי שיער. הננו מבנים האלה קרויים מיצלות קזאינים (casein micelles). קוטרה של מיצלת קזאינים בחלב הוא בין 50 ל-300 ננומטרים.
הכרת התנאים המסוימים הספציפיים והבנת המנגנונים של הרכבה עצמית בתנאים המסוימים מאפשרת ליצור ננו מבנים הנדסיים מדויקים והדירים (שאפשר לחזור עליהם)
דוגמה להרכבה עצמית של ננומבנה הנדסי : ייצור של ננוחלקיקי זהב בהרכבה עצמית
חימום של הידראט זהב כלורי (HAuCl4) בריכוז מסוים בתוספת של תמיסה של נתרן ציטראט גורמת להיווצרות ננו חלקיקי זהב בגודל של 15 ננומטר. (בצבע אדום)
צפו בסרטון המציג ייצור ננו חלקיקי זהב:
בייצור של חלקיקי זהב בהרכבה עצמית – התנאים המדויקים והספציפיים להיווצרות ננו חלקיקי זהב הם ריכוז המרכיבים והטמפרטורה.
גם הצורה הגאומטרית של אבני הבניין יכולה להשפיע על ההתחברות, בדומה לחתיכות תצרף (פאזל) המתאימות זו לזו.
לפניכם חלקיקים היכולים להתחבר זה לזה בתהליך של הרכבה עצמית. בהתבסס על הצורה והמטען של כל חלקיק, הם יכולים להתחבר רק בצורה אחת ליצירת מבנה מסוים.
חברו את החלקיקים זה לזה (על ידי גרירה שלהם) כדי לגלות את המבנה שהם יצרו בתהליך ההרכבה העצמית.