NANO. Vraag 1. Crazy little things called. Bert Koopmans Faculteit Technische Natuurkunde / center for NanoMaterials (cnm)

Transcriptie

1 Crazy little things called NANO Bert Koopmans Faculteit Technische Natuurkunde / center for NanoMaterials (cnm) Vraag 1 /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

2 Vraag 2 /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Alice did not feel encouraged to ask any more questions about it: so she turned to the Mock Turtle, and said: What else had you to learn? Well, there was Mystery, the Mock Turtle replied, counting off the subjects on his flappers, Mystery, ancient and modern, with Seography: then Drawling the Drawling-master was an old conger-eel, that used to come once a week: he taught us Drawling, Stretching, and Fainting in Coils. the Mock Turtle s story tekst: Allice s Adventures in Wonderland, Lewis Carroll; Muziek: Bill Bruford

3 Wonderland Bert Koopmans, Applied Wetenschap in Wonderland /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven 2012 /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

4 Materialen /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Eigenschappen optisch elektrisch magnetisch /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

5 Nano-Materialen /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Nieuwe eigenschappen! Licht emissie halfgeleiderbolletjes web.mi t.edu/press/2008/nanoparti cles.jpg Zonnecellen van plastics Medicijntransport /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

6 Top-down Pi cture: AFP/Getty Images /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

7 Bottom Up steentje voor steentje atoomlaag na atoomlaag /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Bottom Up Nature: by self assembly Staphylococcal protein A /Eureka!Cup Bert Koopmans, Docentendag, Eindhoven Applied

8 We hebben ogen en handen op nano-schaal nodig /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Scanning Tunneling Microscope /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven 2012

9 Probing the nanoworld Christa SOMMERER & Laurant MIGNONNEAU /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven NANO-SCAPE Exhibition: Science + Fiction Sillicium oppervlak /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

10 Vraag 2 één atoom /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Don EIGLER (1993) NanoTechnologie Het engineeren van < 100 nm structuren voor het genereren van nieuwe functionele eigenschappen En dat kunnen we (soms) al op atomaire schaal! Het toepassen van deze structuren in geheel nieuwe of verbeterde toepassingen Sommige toepassing heeft een ieder al op zak! Maar in andere gevallen zijn we nog echte amateurs /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

11 Een voorbeeld uit de elektronica 50 platen 60 cm diameter ~ 1000 kg 4,4 MB digitale foto /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

12 ...en toch draagbaar... /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven echt draagbaar (maar PC nog niet) Mijn eerste PC met harde schijf 286 processor 20 MB 5 digitale foto s /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

13 inch schijfje (2,5 cm) In je Ipod 6 GB (6.000 MB) TB ( MB) /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Factor in 20 jaar Sociale en Maatschappelijke impact /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

14 Wat is het geheim? magneetveldnano-sensor ~ 20 nanometer magnetische bits /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven NANO technologie Sensor Schrijfkop Slider Glijlaag ~ 1 nm 3 nm 20 nm Coating ~ 3 nm Magnetische laag ~ 20 nm N Z Z N Z N Z Z N N Z 70 nm Onderlaag ~ 50 nm /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

15 NanoTECHNOLOGIE 70 m 1 mm 100 km/s /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Magnetische Molecuul-sensor nanodeeltje antigen eiwit 3 eiwit 2 eiwit 1 stroomdraad /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven n z sensor signaal Prins, Van Ijzendoorn TU/e

16 Het elektron Spin is dus een magneetje Basisprincipe van de sensor: Spin-tronica /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Een echte sensor (Vraag 1) /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

17 Bewegende Data i.p.v. Bewegende Schijf Magnetische nanodraad dunner dan 5 x 100 nm 2 /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Geerit Kruis, Renoud Lavrijsen (TU/e) En op zoek naar de 3 e dimensie Spintronics Slide 33 /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven 2012 Prev iew Skyscrapers from Victoria Peak, Hong Kong

18 3D memory! Write Read 2D array Spintronics Slide 34 /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven 2012 S. Parkin (IBM), Science, 320 (190), 2008 Prev iew november 2007 Scientificamerican.com /Eureka!Cup Bert Koopmans, Docentendag, Eindhoven Applied

19 Onderzoek /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Lowlands Bert Meijer (TU/e) /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

20 Mooi allemaal Maar zijn er geen risco s? /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven

21 Risico s? /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven ml Nieuwe technologie Nieuwe impact Nieuwe risico s Nieuwe ethiek /Eureka!Cup Docentendag, Eindhoven Luddieten Ned Ludd Net nanotechnologie

22 Crazy little things called NANO