آشنایی با نانو تکنولوژی( مقدمه تاریخچه کاربرد و....)

[نوای عشق]

نانو تکنولوژی

مقدمه :
درك ماهيت مواد و چگونگي ساختارهاي آنها هميشه از اهميت ويژه اي برخوردار بوده است . مواد علاوه بر اينكه جزء مواهب طبيعت به شمار مي آيند ، در ساخت وسايل و تامين احتيجات انسان نقش عمده اي دارند . علم هم به تناسب پيشرفتي كه در چند سال اخير داشته ،توانسته است ديدگاه درستي از ماده و توانايي هاي آن پيدا كند به گونه ايکه اکنون با بررسي زمينه هاي اتمي و زير اتمي مواد و عناصر، امكان ساخت و بنا گذاري مدل هاي جديدتري از مولكول ها فراهم شده است . در اين نوشتار كاربردهاي اين فناوري را مورد بررسي قرار مي دهيم . با اين اميدكه شما نيز از فناوري معرفي شده نهايت استفاده را داشته باشيد .

نانوتكنولوژي چيست ؟
بشر از همان ابتداي تاريخ توجهي به ساختارهاي خيلي بزرگ و يا خيلي كوچك نداشته ، بلكه تمامي همت خود را معطوف ساخت و ساز در محدوده ي عادي و مورد دسترس نموده است.
براي اينكه تصور جامع تري نسبت به موضوع ارائه دهيم مي توانيم از سيستم SI يادکنيم ، در اين سيستم واحد طول متر انتخاب شده و ديگر اندازه هاي طولي از آن مشتق مي شوند . بشر در ابتدا نه توانايي اين را داشت كه به محدوده هاي ديگر وارد شود و نه لزوم كار در چنين محدوده هايي را احساس مي كرد . اما اين روند كه انسان تا به ديروز دنبال مي كرد ، ديگر جواب گوي نياز بشر امروزي نيست . هر چند با اختراع ترانزيستور ها و … توانسته ايم تا حدودي وارد ميكروالكترونيك شده و از آن بهره مند شويم با اين وجود براي ساخت كامپيوترها به مشكل برخورد كرده ، مشكلي به بزرگي كوچك كردن اندازه در حد اتمي كه تقريبا تمام استراتژيهاي حل اين مسئله به نوعي با نانوتكنولوژي در ارتباط مي باشند.
و اما نانوتكنولوژي كه در بالا اشاره كرديم ، اين واژه ي عجيب كه از تركيب نانو به معناي عدد نه و همچنين تكنولوژي ساخته شده است ، چه مفهومي را مي رساند … ؟! نه فناوري ؟ تكنولوژي عدد نه ؟
خير در حقيقت نانو در اين واژه مخفف نانومتر و يا در كل اندازه ي 9-10 متر است .كه تلفيق آن با نانوتكنولوژي مفهومي كلي را در بر مي گيرد، به هر كاري كه در اندازه ي اتمي و مولكولي انجام شود نانوتكنولوژي اطلاق مي شود و هيچ نوع تفاوتي وجود ندارد كه يك پروژه ي زيست شناسي باشد و يا اينكه براي درك ماهيت اتم و ساختن يك ساختمان اتمي صورت گيرد و خوشبختانه نانوتكنولوژي توانسته محققان رشته هاي مختلف را به سوي خود بكشاند . دانشمندان به اهميت كار در اين محدوده پي برده اند و امروزه شاهد فعاليت گروه هاي مختلف تحقيقاتي هستيم كه پيشرفت هاي حاصله از كار آنها گوياي پتانسيل هاي بالاي نانوتكنولوژي است .
براي اينكه مفصل تر با كاربردها و تاثيراتي كه روند كوچك سازي بر زندگي و پيشرفت دنيا خواهد داشت پي ببريم ، بهتر است سفري به 45 سال پيش داشته باشيم . زماني كه ريچارد فاينمن فيزيك دان آمريكايي در حال ارائه ي ايده هاي اوليه ي خود در باب نانوتكنولوژي بود . ابتدايي ترين آنها كوچك سازي تمامي بيست و نه جلد دايره المعارف بريتانيا است ، وي كه فضاي موجود برسر سوزن را بهتر از افراد ديگر مي ديد ( زيرا فيزيك دان ذرات بنيادي بود ) به دانشمندان اين نويد را داد كه مي توانند اين كتاب را بر سر يك سوزن جاي دهند .چرخ دنده هاي اتمي و غيره نيز از جمله مباحث پيشنهادي توسط فاينمن به شمار مي آيند . اين قبيل پيش بيني ها زمينه اي شد براي يكي از جوان ترين نانوتكنولوژيست ها به نام اريك دركسلر ،او با نوشتن كتب متعدد توانست نظرات خود را به ديگران انتقال دهدو به افراد مشتاق كوچك سازي ايده و هدف ارائه كند .
دركسلر كسي بود كه اولين بار پژوهشگران را با روبات هاي شناور در جريان خون بدن انسان كه مي توانستند به انجام عمل جراحي و درمان بيماريهاي انسان بپردازند ، آشنا ساخت . اين روبات هاي مولكولي شناور در جريان خون بدن همانند اختراع تلفن براي برخي از مردم ناراحت كننده بودند ، ولي به هر حال مشخص است كه ماشينهايي از اين دست انجام بسياري از عمل هاي جراحي و نيز درمان بيماريهاي خطر آفرين را تسهيل ميکرد . هم اكنون موسسات مختلفي در سراسر جهان مشغول تحقيق بر روي اين نوع ماشينها هستند .
به موازات پيش بيني هاي ذكر شده برخي ديگر از ايده هاي ا فراطي خطر ناک نيز شكل گرفته اند ، كه هر چند تعدادي از آنها با حقائق علمي امروز منطبق نيست ، اما مي توان ثابت كرد كه نانوتكنولوژي دستيابي به آنها را آسان مي نمايد. مثلا رنگي هوشمند كه مي تواند بسته به شرايط محيطي تغيير ماهيت دهد ، و يا اينكه لاستيكي كه تا مدت زمان زيادي فروسوده نشود اينها ايده هايي هستند كه امكان دستيابي به آنها زياد بعيد نيست . اما ساختن ماده اي به نام Gray goo كه در صورت كنترل نكردن صحيح آن مي تواند در عرض هفتاد و دو ساعت تمامي جهان را احاطه كند باعث به وجود آمدن ترس و واهمه در ميان جوامع نسبت به نانوتكنولوژيست ها و اهدافشان شده است .

با تشكراز جناب پويان قاسمي

منبع

[نوای عشق]

تاريخچه نانو تكنولوژي در دنيا
در طول تاريخ بشر از زمان يونان باستان دانشمندان بر اين باور بودند که ميتوان مواد را آنقدر به اجزا» کوچک تقسيم کرد تا به حد ذرات خرد نشدني برسند که اين ذرات، بنيان مواد را تشکيل مي دهند. شايد بتوان دموکريتوس فيلسوف يوناني را پدر فناوري و علم نانو دانست چون در حدود 400 سال قبل از ميلاد مسيح او اولين کسي بود که براي توصيف ذرات سازنده مواد واژه اتم را که در زبان يوناني بمعناي تقسيم نشدني است بکار برد. نقطه شروع و توسعه اوليه فناوري نانو بطور دقيق مشخص نيست شايد بتوان گفت اولين نانو تکنولوژيست ها شيشه گران قرون وسطا بودند. در آن زمان براي ساخت شيشه هاي کليساها از ذرات نانو متري طلا استفاده مي شده است و با اينکار شيشه هاي رنگي بسيار زيبايي بدست مي آمد. رنگ بوجود آمده در اين شيشه ها برپايه اين حقيقت استوار است که مواد با ابعاد نانو داراي همان خواص مواد با ابعاد ميکروني نمي باشند. يافتن مثالهاي ديگر براي استفاده از نانو ذرات فلزي چندان هم سخت نيست. نمونه ديگري از آن; جام مشهور ليکرگوس متعلق به قرن چهارم ميلادي و مربوط به روم است که تصويري از شاه افسانه اي، ليکرگوس بر آن نقش بسته است.
اين جام که در موزه بريتانيا نگهداري مي شود در نور روز، به رنگ سبز ديده مي شود ولي با تاباندن نور به داخل جام، به رنگ قرمز ديده مي شود و بخشي از آن نقش برنگ صورتي در مي آيد. اين خاصيت اپتيکي غيرمعمول بدليل وجود ذرات طلا و نقره 70 نانومتري است. ( نسبت طلا به نقره 3 به 7 است) يوهان کونکل که در اواخر 17 ميلادي در آلمان زندگي مي کرد کشف کرد که اضافه کردن مقدار بسيار کمي طلا به ترکيبات شيشه سبب قرمز شدن رنگ آن مي شود. در واقع ذرات بسيار ريز و در ابعاد نانو متري طلا موجب چنين پديده اي در جام شده است.

ريچارد فاينمن متخصص کوانتوم نظري در سال 1959 مقاله اي تحت عنوان فعاليتهاي نانو در آينده منتشر ساخت و بعنوان پايه گذار اين علم شناخته شد. او بعدها جايزه نوبل را در فيزيک دريافت کرد. فاينمن در 29 دسامبر 1959 در مهماني شامي که توسط انجمن فيزيک آمريکا ترتيب داده شده بود سخنراني کرد و اين فناوري نانو را براي عموم آشکار ساخت عنواني سخنراني او « فضاي زيادي در سطح کوچک وجود
دارد» بود. فاينمن طي سخنراني خود گفت مي توان تمام دائره المعارف بريتانيکا را روي يک سنجاق نگارش کرد. يعني ابعاد آن به اندازه يک بيست و پنج هزارم ابعاد واقعيش کوچک شود.

او همچنين از دوتايي کردن اتمها براي کاهش ابعاد کامپيوترها سخن گفت در آن زمان ابعاد کامپيوترها بسيار بزرگتر از ابعاد کامپيوترهاي امروزي بود اما او اميدوار بود که بتوان کامپيوترهاي بسيار کوچکتر از کامپيوترهاي کنوني ساخت. او توسعه بيشتر فناوري نانو را هم پيش بيني کرد و در پايان سخنرانيش 1000 دلار جايزه براي اختراع اولين الکتروموتوري که ابعادش حدود 1/64 اينچ مکعب باشد تعيين کرد. جايزه اي هم براي اولين کسي که بتواند ابعاد يک صفحه از کتاب را بقدري کوچک کند که به کمک يک ميکروسکوپ الکتروني قابل خواندن باشد در نظر گرفت. ( اين ايده ها در سالهاي 1960 و 1985 تحقق يافتند و جوايز آنها نيز پرداخت شد) در اواخر دهه 70 کي اريک در کسلر ايده هاي مربوط به فناوري نانو مولکولي را بسط داد و سرانجام توانست به موضوع مورد بحث در سخنراني معروف ريچارد فاينمن جامه عمل بپوشاند. او چارچوب کارش را بر روي مطالعه وسايلي که توانايي حرکت دادن اشيا» مولکولي با دقت اتمي را داشته باشند قرارداد و در سپتامبر 1981 در مقاله اي تحت عنوان « پروتئين راهي براي توليد انبوه مولکولي ايجاد مي کند» آنرا ارائه داد. درکسلر از زماني که در دانشگاه MIT در بوستون، ايالت ماساچوست مشغول گذراندن دوره فوق ليسانس بود به پيش بيني در مورد آينده فناوري علاقه زيادي نشان مي داد و همواره سعي داشت تصاوير باور نکردني از فناوريهاي مدرن ترسيم نمايد.

اريک درکسلر در 1966 موسسه فورسايت را که در حال حاضر يکي از موسسات بنام تحقيقات نانو تکنولوژي است پايه گذاري کرد. او در سال 1986 کتاب موتورهاي خلقت را منتشر کرد. اين اولين کتابي بود که طرحي از پتانسيلهاي فناوري نانو مولکولي را ارائه مي داد. درکسلر اولين کسي بود که دکترايش را در زمينه فناوري نانو مولکولي دريافت نمود و پس از اصلاحاتي بر روي رساله دکترينش در سال 1992 آنرا با نام « نانو سيستمها ، محاسبات و ساخت ماشينهاي مولکولي » منتشر کرد. اولين نشانه هاي ثبت شده از مفهوم نانو تکنولوژي تغيير مکان دادن اشيا» مولکولي در سال 1989 و مربوط به زماني بود که دانشمندي در مرکز تحقيقات آلمادن IBM اتمهاي منفرد گزنون را روي صفحه نيکل حرکت داد تا نام IBM را روي سطح نيکل نقش کند.
منبع

ادامه دارد

[نوای عشق]

اصطلاح قراردادی نانوتکنولوژی به طور معمول برای ترکیبات مصنوعی استفاده می شود

طبیعت نمونه زیبایی از سودمندی بلورهای غیرآلی را در دنیای جانداران ارائه می کند. باکتری های مغناطیسی، جاندارانی هستند که تحت تاثیر میدان مغناطیسی زمین قرار می گیرند. این باکتری ها فقط در عمق خاصی از آب یا گل ولای کف آن رشد می کنند. اکسیژن در بالای این عمق بیش از حد مورد نیاز و در پایین آن بیش از حد کم است. باکتری ای که از این سطح خارج می شود باید توانایی شنا کردن و برگشت به این سطح را داشته باشد. از این رو، این باکتری ها مانند بسیاری از خویشاوندان خود برای جابه جا شدن از یک دم شلاق مانند استفاده می کنند. درون این باکتری ها زنجیره ای با حدود ۲۰ بلور مغناطیسی وجود دارد که هر کدام بین ۳۵ تا ۱۲۰ نانومتر قطر دارند. این بلورها در مجموع یک قطب نمای کوچک را تشکیل می دهند. یک باکتری مغناطیسی می تواند در امتداد میدان مغناطیسی زمین قرار گیرد و مطابق با آن بالا یا پایین برود تا مقصد مورد نظرش را پیدا کند.

این قطب نما اعجاز مهندسی طبیعت در مقیاس نانو است.
اندازه بلورها نیز مهم است. هر چه ذره مغناطیسی بزرگ تر باشد، خاصیت مغناطیسی اش مدت بیشتری حفظ می شود. اما اگر این ذره بیش از حد بزرگ شود خود به خود به دو بخش مغناطیسی مجزا تقسیم می شود که خاصیت مغناطیسی آنها در جهت عکس یکدیگرند. چنین بلوری خاصیت مغناطیسی کمی دارد و نمی تواند عقربه کارآمدی برای قطب نما باشد. باکتری های مغناطیسی قطب نماهای خود را فقط از بلورهایی با اندازه مناسب می سازند تا از آنها برای بقای خود استفاده کنند. جالب است که وقتی انسان برای ذخیره اطلاعات روی دیسک سخت محیط هایی را طراحی می کند دقیقاً از این راهکار باکتری ها پیروی می کند و از بلورهای مغناطیسی در حد نانو و با اندازه ای مناسب استفاده می کند تا هم پایدار باشند و هم کارآمد
مطالب برگرفته از سایت .

[نوای عشق]

تعريف فناوري نانو از منابع مختلف

يك نانومتر يك هزارم ميكرون است و اگر بخواهيم احساس فيزيكي نسبت به آن داشته باشيم مي‌توان گفت كه يك نانومتر 80000/1قطر موي انسان مي‌باشد اما اين تعريف مقياس نانو، نمي تواند مقايسه درستي باشد چرا که ضخامت موي انسان با توجه خصوصيات فردي هرانسان از چند ده ميكرومتر تا چند صدميكرومتر متغير مي‌باشد.
بنابراين نياز به يك استاندارد براي بيان مفهوم مقياس نانو وجود دارد. با ايجاد ارتباط ميان اندازه اتم‌ها و مقياس نانو مي‌توان يك نانومتر را راحت‌ترتصوركرد. يك نانومتر برابر قطر 10 اتم هيدروژن و يا 5 اتم سيلسيم مي‌باشد. درك اين موضوع براي افراد معمولي نيز راحت‌تر مي‌باشد. علي‌رغم اينكه درك اندازه يك اتم براي افراد غيرعلمي ساده نمي‌باشد، با اينحال اندازه دقيق اتم براي فهماندن اين مقياس زياد اهميت ندارد. چيزي كه با اين تشابه مشخص مي‌شود، اين است كه نانوفناوري

عبارت است از:
دستكاري كوچكترين اجزاء ماده يا اتم‌ها

1. Merriam-Webster's Collegiate Dictionary
2. Engines of Creation
3. The About.com
4. Webopedia's definition of nanotechnology
5. Whatisit.com
6. NNI)nano.gov)

Merriam-Webster's Collegiate Dictionary definition:
nano•tech•nol•o•gy
Pronunciation: "na-nO-tek-'nä-l&-jE
Function: noun
Date: 1987
: the art of manipulating materials on an atomic or molecular scale especially to build microscopic devices (as robots).
فناوري نانو عبارت است از هنر دستكاري مواد در مقياس اتمي يا مولكولي و به خصوص ساخت قطعات و لوازم ميكروسكوپي (مانند روبات‌هاي ميكروسكپي)
Engines of Creation Glossary:
Nanotechnology - technology based on the manipulation of individual atoms and molecules to build structures to complex, atomic specifications.
فناري نانو فناوري است كه بر پايه دستكاري تك‌تك اتم‌ها و مولكول‌ها استوار است بدين منظور كه بتوان ساختاري پيچيده را با خصوصيات اتمي توليد كرد.
The About.com definition at the physics portal:
Nanotechnology Definition: The development and use of devices that have a size of only a few nanometres. Research has been carried out into very small components, which depend on electronic effects and may involve movement of a countable number of electrons in their action. Such devices would act faster than larger components. Considerable interest has been shown in the production of structures on a molecular level by suitable sequences of chemical reactions. It is also possible to manipulate individual atoms on surfaces using a variant of the atomic force microscope.
تعريف فناوري نانو: توسعه و استفاده از ادوات و قطعاتي كه اندازه آنها تنها چند نانومتر است. تحقيق بر روي قطعات و ادوات بسيار كوچك كه خواصشان به خواص الكترونيكي اين قطعات وابسته است و خواص الكتريكي آنها احتمالاً متأثر از حركت تعداد معدودي الكترون در طي عملكرد قطعه مي‌باشد. اين ادوات، سريع‌تر از ادوات بزرگتر عمل مي‌كنند. مسأله قابل توجه اين است كه مي‌توان چنين ساختارهاي در ابعاد مولكولي را به كمك انتخاب مناسب مراحل واكنش‌هاي شيميايي توليد كرد. همچنين مي‌توان چنين ساختارهايي را از طريق دستكاري اتم‌ها روي سطح به وسيله ميكروسكوپ‌هاي نيروي اتمي بدست آورد.
Webopedia's definition of nanotechnology A field of science whose goal is to control individual atoms and molecules to create computer chips and other devices that are thousands of times smaller than current technologies permit. Current manufacturing processes use lithography to imprint circuits on semiconductor materials. While lithography has improved dramatically over the last two decades -- to the point where some manufacturing plants can produce circuits smaller than one micron (1,000 nanometers) -- it still deals with aggregates of millions of atoms. It is widely believed that lithography is quickly approaching its physical limits. To continue reducing the size of semiconductors, new technologies that juggle individual atoms will be necessary. This is the realm of nanotechnology.Although research in this field dates back to Richard P. Feynman's classic talk in 1959, the term nanotechnology was first coined by K. Eric Drexler in 1986 in the book Engines of Creation.In the popular press, the term nanotechnology is sometimes used to refer to any sub-micron process, including lithography. Because of this, many scientists are beginning to use the term molecular nanotechnology when talking about true nanotechnology at the molecular level.
شاخه‌اي از علوم كه هدف نهايي آن كنترل بر روي تك‌تك اتم‌ها و مولكول‌ها مي‌باشد تا بتوان به كمك آن تراشه‌هاي كامپيوتري و ساير ادواتي توليد كرد كه هزاران بار كوچكتر از ادوات فعلي باشند كه فناوري امروز امكان ساخت آنها را براي ما فراهم آورده است. در فناوري فعلي توليد مدارات نيمه هادي از روش ليتوگرافي براي ايجاد طرح مدار بر روي مواد نيمه هادي استفاده مي‌شود. پيشرفت شگرفي كه در ليتوگرافي طي 2 دهه اخير رخ داده است به ما اين امكان را مي‌دهد كه با بهره‌گيري از دستگاه‌هاي جديد بتوانيم مداراتي كوچكتر از 1 ميكرون (1000 نانومتر) را توليد كنيم. البته بايد توجه داشت كه اين مدارات هنوز از ميليون‌ها اتم تشكيل شده‌اند. بيشتر دانشمندان بر اين باور هستند كه ليتوگرافي به مرزهاي محدودكننده فيزيكي خود نزديك شده است. بنابر اين براي كوچكتر كردن اندازه نيمه‌هادي‌ها مي‌بايست از فناوري‌هاي جديدي كه مي‌توانند تك‌تك اتم‌ها را سازماندهي كنند، استفاده كرد و طبعاً چنين فناوري جزء محدوده فناوري نانو محسوب مي‌شود. اگر چه تحقيق در زمينه فناوري نانو به زماني باز مي‌گردد كه ريچاردپي فاينمن طي سخنراني كلاسيك خود در سال 1959 به اين فناوري اشاره كرد اما عبارت فناوري نانو اولين بار توسط كي‌اريك دركسلر در سال 1986 در كتابي از وي با عنوان موتورهاي آفرينش بسط داده شد. در مقالات و نوشته هاي عمومي واژه فناوري نانو گاهي به هر فرآيند كوچكتر از اندازه‌هاي ميكرون اطلاق مي‌گردد كه مي‌تواند فرآيند ليتوگرافي را نيز شامل شود. به خاطر همين بسياري از دانشمندان هنگامي كه مي‌خواهند درباره فناوري نانو به معني واقعي و علمي كلمه صحبت كنند از آن به عنوان فناوري نانومولكولي ياد مي‌كنند كه به معني فناوري نانو در ابعاد مولكولي مي‌باشد.
Whatisit.com definition: Nanotechnology, or, as it is sometimes called, molecular manufacturing, is a branch of engineering that deals with the design and manufacture of extremely small electronic circuits and mechanical devices built at the molecular level of matter. The Institute of Nanotechnology in the U.K. expresses it as "science and technology where dimensions and tolerances in the range of 0.1 nanometer (nm) to 100 nm play a critical role." Nanotechnology is often discussed together with micro-electromechanical systems (MEMS), a subject that usually includes nanotechnology but may also include technologies higher than the molecular level. (click the link for entire definition)
فناوري نانو كه گاه به آن فناوري ساخت مولكولي نيز گفته مي‌شود، شاخه‌اي از مهندسي است كه با طراحي و ساخت مدارات الكترونيكي و اداوات مكانيكي بسيار كوچك (در ابعاد مولكولي) سر و كار دارد. پژوهشگاه فناوري نانو انگلستان تعريف فناوري نانو را بدين گونه بيان مي‌كند: قلمروي از علم و فناوري كه به ابعاد و تلورانس‌هاي 1/0 تا 100 نانو مترمي‌پردازد در جايي كه اين ابعاد و يا تلورانس‌ها بتوانند نقش مهمي در خواص قطعه ايفاء كنند.
بحث فناوري نانو اغلب مشابه بحث سيستم‌هاي ميكرو مكانيكي- الكترونيكي مي‌باشد(MEMS) .
در واقع فناوري نانو زير مجموعه MEMS است و MEMS به فناوري‌هاي بزرگتر از ابعاد مولكولي (ابعاد نانو) نيز مي‌پردازد.
NNI definition
National Nanotechnology Initiative (nano.gov)

What is Nanotechnology?
While many definitions for nanotechnology exist, the NNI calls it "nanotechnology" only if it involves all of the following:

1. Research and technology development at the atomic, molecular or macromolecular levels, in the length scale of approximately 1 - 100 nanometer range.

2. Creating and using structures, devices and systems that have novel properties and functions because of their small and/or intermediate size.

3. Ability to control or manipulate on the atomic scale.
نانوتکنولوژي چيست ؟
در حالي که تعاريف زيادي براي فناوري نانو وجود دارد ، ‌‌NNI تعريفي را براي فناوري نانو ارائه مي دهد که در برگيرنده هر سه تعريف ذيل باشد.
1- توسعه فناوري و تحقيقات در سطوح اتمي ، مولکولي و يا ماکرومولکولي در مقياس اندازه اي 1 تا 100 نانومتر.
2 – خلق و استفاده از ساختارها و ابزار و سيستمهايي که به خاطر اندازه کوچک يا حد ميانه آنها، خواص و عملکرد نويني دارند .
3 – توانايي کنترل يا دستکاري در سطوح اتمي .
منبع

[نوای عشق]

عناصر پايه در فناوري نانو

تفاوت اصلي فناوري نانو با فناوري‌هاي ديگر در مقياس مواد و ساختارهايي است كه در اين فناوري مورد استفاده قرار مي‌گيرند. البته تنها كوچك بودن اندازه مد نظر نيست؛ بلكه زماني كه اندازه مواد دراين مقياس قرار مي‌گيرد، خصوصيات ذاتي آنها از جمله رنگ، استحكام، مقاومت خوردگي و ... تغيير مي‌يابد. در حقيقت اگر بخواهيم تفاوت اين فناوري را با فناوري‌هاي ديگر به صورت قابل ارزيابي بيان نماييم، مي‌توانيم وجود "عناصر پايه" را به عنوان يك معيار ذكر كنيم. عناصر پايه در حقيقت همان عناصر نانومقياسي هستند كه خواص آنها در حالت نانومقياس با خواص‌شان در مقياس بزرگتر فرق مي‌كند.
اولين و مهمترين عنصر پايه، نانوذره است. منظور از نانوذره، همانگونه که از نام آن مشخص است، ذراتي با ابعاد نانومتري در هر سه بعد مي‌باشد. نانوذرات مي‌توانند از مواد مختلفي تشکيل شوند، مانند نانوذرات فلزي، سراميکي، ... .

دومين عنصر پايه، نانوكپسول است. همان طوري كه از اسم آن مشخص است، كپسول‌هاي هستند كه قطر نانومتري دارند و مي‌توان مواد مورد نظر را درون آنها قرار داد و كپسوله كرد. سال‌هاست كه نانوكپسول‌ها در طبيعت توليد مي‌شوند؛ مولكول‌هاي موسوم به فسفوليپيدها كه يك سر آنها آبگريز و سر ديگر آنها آبدوست است، وقتي در محيط آبي قرار مي‌گيرند، خود به خود كپسول‌هايي را تشكيل مي‌دهند كه قسمت‌هاي آبگريز مولكول در درون آنها واقع مي‌شود و از تماس با آب محافظت مي‌شود. حالت برعكس نيز قابل تصور است.

عنصر پايه بعدي نانولوله کربني است. اين عنصر پايه در سال 1991 در شركت NEC كشف شدند و در حقيقت لوله‌هايي از گرافيت مي‌باشند. اگر صفحات گرافيت را پيچيده و به شكل لوله در بياوريم، به نانولوله‌هاي كربني مي‌رسيم. اين نانولوله‌ها داراي اشكال و اندازه‌هاي مختلفي هستند و مي‌توانند تك ديواره يا چند ديواره باشند. اين لوله‌ها خواص بسيار جالبي دارند که منجر به ايجاد کاربردهاي جالب توجهي از آنها مي‌شود.

منبع