Carbon Nanotubes

يستكشف مجال الإلكترونيات الجزيئية استخدام جزيئات فردية أو مجموعات جزيئية نانوية كمكونات إلكترونية أساسية. يهدف هذا النهج إلى بناء دوائر كهربائية بأقصى درجات التصغير، متجاوزًا بذلك تقنيات السيليكون التقليدية. تشمل المكونات الرئيسية الأسلاك الجزيئية، والمفاتيح، والمقومات، مستفيدةً من خصائص ميكانيكا الكم، مثل نفق الإلكترونات عبر المدارات الجزيئية، في وظائفها.

تعمل بطاريات أيونات الليثيوم-أيون عبر آلية الإقحام، وهي عبارة عن إدخال عكسي للأيونات في مادة مضيفة ذات طبقات. أثناء التفريغ، تنفصل أيونات الليثيوم ([latex]Li^+[/latex]) أثناء التفريغ، تنفصل أيونات الليثيوم عن القطب السالب (الأنود)، وهو عادةً الجرافيت، وتتحرك عبر إلكتروليت غير مائي لتدخل في قطب موجب (كاثود)، وهو عادةً أكسيد معدني. وتنتقل الإلكترونات عبر الدائرة الخارجية لتنتج تياراً.

ترانزستور الإلكترون الواحد (SET) هو جهاز تحويل يستخدم نفقًا إلكترونيًا مُتحكمًا به للتحكم في تدفق الإلكترونات المفردة. يتكون من نقطة كمية (الجزيرة) متصلة بأسلاك المصدر والصرف عبر وصلات نفقية، ومتصلة سعويًا بقطب بوابة. يعتمد تشغيله على تأثير حصار كولومب، مما يتيح حساسية عالية واستهلاكًا منخفضًا للطاقة.

تتنبأ النسبية العامة بأن الكتل المتسارعة تُولّد تموجات في نسيج الزمكان تُسمى موجات الجاذبية. تنتشر هذه الموجات إلى الخارج بسرعة الضوء، حاملةً الطاقة كإشعاع جاذبية. تنشأ هذه الموجات نتيجة أحداث كونية كارثية، مثل اندماج الثقوب السوداء أو النجوم النيوترونية، مما يتسبب في تمدد الزمكان وانضغاطه أثناء مرورها.

Top-down synthesis involves creating nanomaterials by starting with a larger, bulk material and breaking it down or patterning it to the nanoscale. Key techniques include mechanical methods like ball milling and lithographic methods like photolithography, electron-beam lithography, and nanoimprint lithography. These methods are often used for creating structured surfaces and integrated circuits, but can suffer from surface imperfections.

فيزياء الفشل (PoF) هو نهج هندسة الموثوقية الذي يستخدم المعرفة بعلوم المواد والفيزياء لفهم ونمذجة آليات الأسباب الجذرية للفشل. وبدلاً من الاعتماد فقط على البيانات الإحصائية من حالات الفشل السابقة، يركز هذا النهج على التنبؤ بالفشل من خلال تحليل العمليات الفيزيائية (مثل التعب والتآكل والتآكل والزحف) التي تؤدي إلى التدهور والانهيار.

يصف تأثير الحجم الكمي الظاهرة التي تتغير فيها الخصائص الإلكترونية والبصرية لمادة ما عندما يقترب حجمها من مقياس النانو. عندما تصبح أبعاد المادة مماثلة لطول موجة دي برولي للإلكترون، يحدث انحصار كمي. ويؤدي ذلك إلى تكميم مستويات طاقة الإلكترون، مما يؤدي إلى فجوة نطاق تعتمد على الحجم، [latex]E_g(R) \approx E_{g,\b\u\lk} + \\frac{\frac{\hbar^2\pi^2\pi^2}{2R^2}(\frac{{1}{m_e^*}+ \frac{1}{m_h^*})[/latex].

Molecular self-assembly is a 'bottom-up' process where molecules spontaneously organize into ordered structures without external guidance. This phenomenon, driven by non-covalent interactions like hydrogen bonds, hydrophobic effects, and van der Waals forces, is fundamental in biology (e.g., protein folding, lipid bilayer formation). In biomaterials, it is harnessed to create complex, nanostructured materials like hydrogels and nanofibers for biomedical applications.

يعرف معيار ISO 5725 الدقة بأنها مزيج من الدقة والدقة. الدقة هي مدى تقارب متوسط سلسلة كبيرة من القياسات من القيمة المرجعية المقبولة، وقياس الخطأ المنتظم أو التحيز. أما الدقة فهي مدى تقارب الاتفاق بين مجموعة من النتائج، مما يقيس الخطأ العشوائي. وبالتالي، تتطلب الدقة كلاً من الدقة العالية والدقة العالية.