納米工程
納米工程是工程學的一個分支，涉及納米級的發動機，機器和結構的設計，構建和使用的各個方麵。納米工程的核心涉及納米材料以及它們如何相互作用以製造有用的材料，結構，設備和係統。
納米工程並不是一門新科學，而是在大多數從電子產品到能源，醫學和生物技術的行業中應用的能力技術。
術語納米工程通常與更通用的術語同義納米技術從技術上講，前者更加關注該領域的工程方麵，而不是後者所包含的更廣泛的科學和一般技術方麵。
在這種情況下使用的其他緊密相關的術語是納米製造和納米製造。區分術語的一種可能方法是使用經濟生存能力的標準：與製造一詞相關的工業規模和盈利能力的含義暗示納米製造是一種經濟活動，具有工業生產設施，具有或多或少是完全自動化的裝配線。相比之下，納米製作更像是基於開發新材料和過程的研究活動 - 它更多是熟練的工匠的領域，而不是大規模生產的領域。
通常，工程是與發動機，機器和結構的設計，建造和使用有關的科學技術的分支。相應地，但在原子和分子的規模上，納米發動機利用了納米級材料（尺寸和量子效應）的獨特性能，以設計和製造具有全新功能和功能的設備和係統。
納米級的材料特性可能有所不同，原因有兩個：
第一的，納米材料有一個表麵積相對較大與以較大形式產生的相同質量相比。這可以使材料更具化學反應性（在某些情況下以較大形式惰性的材料在其納米級形式產生時具有反應性），並影響其強度或電性能。
第二，量子效應可以開始主導納米級的物質行為，尤其是在下端，從而影響材料的光學，電氣和磁性行為。可以生產一維納米級的材料（例如，納米線，納米棒和納米管），在兩個維度（納米塗等板狀形狀，納米層和石墨烯）或所有三個維度（例如，納米顆粒）。
納米級的物體很難操縱，因為它們太小了，無法直接看見，太小而無法固定，並且通常具有不兼容的表麵，無法組裝成有序的結構。因此，複雜的納米結構的製造需要納米級工程技術的複雜技術。為此，納米工程師正在采用多種方法來利用原子和分子尺度上的材料來操縱（最終）工業目的。
在開發納米工程技術和過程中，研究人員必須克服的許多挑戰之一，對對象的定位和塑形的極為精確，納米級的控製的要求是最令人沮喪的。
表麵的納米圖案和納米結構
您最聽到的功能納米結構有不同的方法：自頂向下和自下而上方法。
自上而下的納米製作主要由光刻學這是當今半導體行業中使用的標準主力，以及其他自上而下的方法，您首先要拿一塊材料並刪除所需的形狀和尺寸。
與自上而下的過程的確定性性質相反，自下而上的過程是由熱力學和動力學的組合驅動的，然後決定了所需結構的產量。
自下而上的過程通常不需要昂貴的工具來創建納米級結構，並且擴展到大卷可能很簡單。隨著化學合成工具的應用，量子點，血漿活性顆粒，碳納米管，金屬納米線和用於醫療應用的多功能顆粒已成功生產在製造量中。
鑒於光刻工具的巨大而仍在上升的成本，研究人員考慮了替代圖案技術，例如電子束光刻（ebl），以及納米印刷技術（nil）為了使下一代集成電路，閃存和硬盤驅動器的製造。
現在，通過自上而下的光刻所能達到的長度尺度已經接近在聚合物和小分子中發現的自下而上的自組裝的尺度，科學家越來越多地研究基於自組裝的自下而上的圖案技術。
由於光刻信息包含在自組裝本身中，而不是在曝光步驟中提供，因此將有機構件作為自組裝蝕刻麵罩的利用特別有吸引力。
當設計新材料和DNA可能是創建廣泛的合理設計和功能增強的納米結構時，建築是關鍵。
DNA納米技術采用DNA作為具有精確控製結構的自組裝的納米級結構的可編程建築材料，可以改善與生物傳感，材料科學和細胞生物學相關的表麵特性。
3D打印
通過直接沉積功能材料製造三維（3D）對象 - 也稱為添加劑製造- 幾十年來，已經在宏觀製造業領域進行了深入研究。這些3D打印技術正在到達一個階段，可以使所需的產品和結構獨立於其形狀的複雜性，即使生物打印組織現在處於可能的領域。
將3D打印概念應用於納米技術可能會給納米工程帶來類似的優勢 - 速度，浪費少，經濟生存能力 - 比預期為製造技術帶來了類似的優勢。
此外，預製的微型或納米結構可以用作底物，使研究人員能夠在納米級實現前所未有的製造靈活性，功能和複雜性。
已經，現在可以使用3D打印來打印鋰離子微生物一粒沙子的大小。為了製作微生物，位於哈佛大學和伊利諾伊大學Urbana-Champaign University的團隊精確地打印了一堆小電池電極，每個電池電極都比人發的寬度小。
3D納米摻雜有多種方法。在其中，研究人員使用一種新穎的納米級添加劑製造技術納米脫水印刷，它通過底物和原子力顯微鏡探針之間的接觸中的摩擦力力學和橫向化學表麵相互作用來創建結構，其中材料模式的形成是由正常和剪切接觸應力驅動的。
已經開發了另一種技術，利用了可控製的液體彎月麵3D打印的納米結構完全由石墨烯組成。
例如，已經可以使用直接激光寫作方法來打印具有令人難以置信的細節的三維對象兩光刻光刻（閱讀更多： ”納米級精確的3D打印機”）。通過這項技術，可以製造出納米尺度上的微小結構，例如賽車的示例 - 其長度僅為285 µm。
整個過程可以在此視頻中看到：尺寸為330x130x100 µm的賽車3被製造。該結構由100層組成，每個層平均由200個聚合物係組成。它在4分鍾內完成，類似於CAD文件的精度±1 µm：
兩光子光刻的另一個例子是精致的製造分形桁架微型和納米結構例如下麵的一個。在這裏，聚合物中的圖案使激光束在聚焦的任何地方都可以交聯並硬化聚合物。但是，與僅3D打印的過程相反，該技術需要其他步驟，例如塗層腳手架和蝕刻未使用的聚合物。
