Подробнее о механосинтезе / 15.04.2008

Подразумевает манипулирование отдельными атомами. Для построения этактичных (от греческого eu taktikos — "упорядоченный, правильно сложенный", в данном контексте употребляется для того, чтобы описать структуру, изготовленную с атомарной точностью) наносистем и наноробототехники потребуется механосинтез — т.е. сборка этих компонентов из отдельных атомов.Однако для создания сложных многоатомных структур потребуются специально спроектированные инструменты. Один из таких инструментов — инструмент отделения водорода (Hydrogen Аbstraction Tool). Он необходим для того, чтобы подготовить реагент к механосинтетической реакции.Рис 1. Механосинтез с помощью АСМ
Ральф Меркле в [4] предлагает улучшить современный "стихийный" процесс, описанный выше, с помощью механосинтеза. Предложенный им инструмент отделения водорода (далее-ИОВ) основан на свойствах пропинилового радикала С₃Н₃, который характеризуется высоким сродством к водороду (рис. 2).Рис.2. Инструмент отделения водорода на основе пропинилового радикала Ральфа МерклеПри этом один конец радикала  представляет собой стабильный sp3 углерод. Как утверждает Меркле, можно синтезировать пропиниловый радикал, который теоретически стабилен в вакууме.  Далее, один конец радикала соединяют с "держателем" наноманипулятора, а другой конец представляет собой непосредственно ИОВ.Эрик Дрекслер в [1] предложил ИОВ на основе ацетиленового радикала (рис. 3). Дрекслер утверждает, что предложенный им инструмент тоже химически стабилен и может быть присоединен к зонду атомно-силового или сканирующего туннельного микроскопа [6]. Как было сказано выше, таким инструментом можно проводить отделение водорода при комнатной температуре.Рис. 3. Инструмент отделения водорода на основе ацетиленового радикала Эрика ДрекслераДалее, для размещения на поверхности синтезируемого алмазоида димеров углерода было предложено несколько инструментов. Дрекслер предложил два различных инструмента на основе радикалов, имеющих горизонтальное расположение димера СС (см. рис. 4). Однако, сравнительно недавно, Роберт Фрайтас и Ральф Меркле предложили новые инструменты расположения димера, подкрепив свои исследования математическим моделированием [4].Рис. 4. Инструменты расположения димера СС Эрика ДрекслераПредложенный исследователями инструмент DCB6-Si состоит из двух молекул адамантана (C₁₀H₁₆), соединенных с димером СС при помощи атомов кремния. Полученный инструмент назвали би-силадамантаном. Исследователи уточнили, что это только сам "рабочий инструмент", без базы для держателя инструмента. Но, как можно увидеть, к молекуле сравнительно просто можно добавить держатель. Синтезирование подобной структуры современной химией представляет определенные трудности, поэтому, вероятно, ее будут конструировать с помощью АСМ-механосинтеза или подобных технологий. При этом такой инструмент также можно прикрепить к зонду АСМ.