나노기술이란?

나노 관련 용어를 해설서 형식으로 풀어 설명해줍니다.

나노공정 바텀업 기술, 상향식 기술

페이지 정보

용어
바텀업 기술, 상향식 기술
요약
나노 미터 크기의 구조물을 제작하는 기술로 원자나 분자단위에서 나노 미터 크기의 구조물로 성장시키는 기술
참고문헌
- Gregory Timp, Nanotechnology, Springer-Verlag New York, Inc. (1998)

- 이인식 외, 나노기술이 미래를 바꾼다, 김영사 (2002)

- 박성근 역, 작은 나노의 큰 세상, 과학과문화 (2002)
분류
나노공정 > 나노공정일반

본문

나노 미터(10-9m) 크기의 구조물인 나노 구조물(nanostructure)을 형성하는 방법은 크게 ‘탑다운 기술(top-down technology)’과 ‘바텀업 기술(bottom-up technology)’로 나누어질 수 있다. 이중 ‘바텀업 기술’은 ‘탑다운 기술’과는 정 반대로 원자나 분자단위에서 나노 미터 크기의 구조물로 성장시키는 기술로 벌크(bulk)상태에서 나노 미터 크기로 크기를 줄여나가는 기존의 ‘탑다운 기술’의 한계성을 극복하기 위한 방안으로 제시된 기술이다. 초기 ‘탑다운 기술’은 화학적인 방법을 이용한 제작기술을 대변하였으나, 현재는 화학적 방법만이 아니라 물리적, 생물학적 방법 등 나노기술 전 분야에 걸쳐서 연구되고 있다.
개개의 원자나 분자를 벽돌처럼 쌓아올려 나노 미터 크기의 구조체를 쌓아올리고 2차원, 3차원적으로 배열하는 방법으로 생물학적 특징인 ‘자기조립(self-assemby)’메커니즘이 응용되어 구조체를 형성한다. 이 자기조립의 원동력은 자연적인 원자들 간의 결합력으로 정확한 메커니즘은 아직 연구 중이다. ‘바텀업 기술’은 그 경제적, 기술적인 장점으로 인해 주목받고 있는데, 다만 현재 수준에서는 원자나 분자단위에서의 기술이 갖는 경제적인 이점은 아직 직접적인 결과를 얻기 힘들다. ‘바텀업 기술’이 정립되어 원자나 분자수준에서의 성장 조절이 가능해진다면 기존의 ‘탑다운 기술’에 기반한 한계를 극복할 수 있으리라 예상하고 있다. 현재의 연구는 기체상태에서 원자들의 균질 핵화(homogeneous nucleation)를 이용하는 방법, 다양한 기판위에서의 비균질 핵화(heterogeneous nucleation)를 이용하는 방법, 용액에서 화학 반응을 이용하는 방법, 생명체의 분자수준의 복제와 성장을 이용하는 방법 등 다양한 분야에서 시도되고 있다. 현재, 나노 구조체의 제작에는 기존의 ‘탑다운 기술’과 ‘바텀업 기술’이 병행되어 사용되는 추세이다.

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