13
Nanomachinery ภภภภภภภภภภภภภภ ภภภ ภภภภภภภภภภภ ภภภภภภภภภภภ ธธธธธธธธธธธ ธธธธธธธธธ, ธธธธ ธธธธธธ ธธธธธธธธธธธ, ธธธธธ ธธธธธธธธธธ

Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Nanomachinery

ภาควิ�ชาฟิ�สิ�กสิ� คณะวิ�ทยาศาสิตร์� มหาวิ�ทยาลั�ยมห�ดลั

ธี�รเกี�ยรติ์� เกี�ดเจร�ญ, เติ์�มศั�กีด� ศัร�คิ�ร�นทร�, ธีนากีร โอสถจ�นทร�

Page 2: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Feynman’s Vision “It would be, in principle, possible (I think) for a physicist to synthesize any chemical substance that the chemist writes down. . . . Put the atoms down where the chemist says, and so you make the substance.

“There’s plenty of room at the bottom”

Richard FeynmanNobel Prize in Physics 1965

Page 3: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Drexler’s Nanomachine

Page 4: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Nanomachinery Mahidol Center of Nanosciencehttp://nanotech.sc.mahidol.ac.th/

Building Block

Physics Chemistry Biology

Machine

Carbon Nanotube Supramolecule DNA/Protein

Page 5: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

How to construct Mahidol Center of Nanosciencehttp://nanotech.sc.mahidol.ac.th/

Nanoarchitectonics

Nanomaterials

Nanodevices

NanoplatformNanomachine

Modeling&

Design

Synthesis

Fabrication

Integration

Mathematics, Physics, Computational Science,

Bioinformatics

Organic Chemistry, Materials Science,

Chemical Engineering, Biochemistry

Surface Science, Electrical Engineering,

Physical Chemistry, Cell Biology

Mechanical Engineering, Systems Engineering,

Systems Biology

Page 6: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Platform Example: Drug Delivery Nanobot

Nanoarchitectonics

Nanomaterials

Nanodevices

NanoplatformNanomachine

Page 7: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Platform Exam.: Swarm Sensors, Self-feeding Bot

Nanoarchitectonics

Nanomaterials

Nanodevices

NanoplatformNanomachine

Page 8: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Nanoarchitectonics Mathematics, Physics, Computational Science,

Bioinformatics

Self Assembly

Self Organization

Self Similarity

Self Replication

Self Repair

Self Healing

Self Feeding

Process Technology

Page 9: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Nanomaterials

PCR CVD

Organic Synthesis

Building Block Synthesis

Organic Chemistry, Materials Science, Chemical Engineering, Biochemistry

Carbon NanostructureConductive PolymerZeoliteGeopolymerNanocompositeQuantum DotDNA/RNA NanostructurePeptide/Protein

Spray-Pyrolysis

Sol-GelArc-Plasma

Laser Synthesis

Polymerization etc

Page 10: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Devices & Integration

Template Fabrication

Langmuir-Blodgett

Machine Parts Fabrication Tools

Axle, StatorRotor, MotorActuator, ClampVesicle/CapsulePumpSensorWire, SwitchMemory

Molecular Beam Epitaxy

Dip-pen Lithography

Surface Science, Electrical Engineering, Mechanical Engineering, Physical

Chemistry, Cell Biology

Photolithography

EtcE-Beam Writing ……

Page 11: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Classical Mechanics

Continuum Mechanics

Statistical Mechanics

Quantum Mechanics10

-10 m

10-8 m

10-6 m

10> -4 m

• Chemistry• Molecular Biology• Molecular Physics

• Solid-State Physics• Biochemistry, Cell Biology• Supramolecular Chemistry

• Materials Science• Electrical Engineering• Microbiology

• Civil Engineering• Materials Engineering• Mechanical Engineering• Agriculture, Industrial Engineering

Mesoscale

Microscale

Nanoscale

Atomic Scale

Small molecules, drug

Protein, membrane

Cell

Tissue

Bridging the Scales

Macroscale

Organism

Mahidol Center of Nanosciencehttp://nanotech.sc.mahidol.ac.th/

Page 12: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Nano-Platform

MEM, NEMSPervasive ComputersSensor Mesh, RFIDSmart DustMedical NanodevicesArtificial LifeAutonomous Millibot/MicrobotLab-on-ChipDesktop Manufacturing

Converging Technologies

Page 13: Nanomachinery ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ธีรเกียรติ์

Future lies on …..

Integration of expertise of people in architecture – materials – devices - system/machine

Bridging different scales (molecular – nano – micro –meso – macro)

Converging disciplines from basic science to applied science to technology management

Mahidol Center of Nanosciencehttp://nanotech.sc.mahidol.ac.th/