1。化学結合による：
* 共有結合： 原子は電子を共有して分子を形成します。これは、水（H₂O）、二酸化炭素（CO₂）、および無数の他の化合物を摂取する方法です。
* イオン結合： 1つの原子は電子を失い、正に帯電して（陽イオン）、もう1つの原子は電子を獲得し、負に帯電します（アニオン）。 これらの反対に帯電したイオンは互いに引き付けられ、テーブル塩（NaCl）のような化合物を形成します。
* 金属結合： 電子は金属全体に非局在化され、電子の「海」を形成します。これにより、金属の優れた導電率と順応性が可能になります。
2。構造による：
* 結晶構造： 原子は、格子と呼ばれる高度に秩序化された繰り返しパターンで配置されます。これが、ダイヤモンド、クォーツ、テーブルソルトを手に入れる方法です。
* アモルファス構造： 原子には長距離順序はありません。 例には、ガラスとゴムが含まれます。
* ポリマー： 共有結合で接続された繰り返しモノマー（小分子）の大きな鎖。 例には、プラスチック、タンパク質、DNAが含まれます。
3。関数別：
* ナノ材料： ナノスケール（1〜100ナノメートル）の機能を使用して設計された材料。 これらの材料は、導電率や触媒活性の向上など、サイズが小さく、表面積が高いため、独自の特性を持つことができます。
* 半導体： コンピューターチップのシリコンなど、特定の条件下で電気を導入できる材料。
* 超伝導体： 低温では抵抗なしで電気を行う材料。 これは、エネルギー貯蔵と輸送に革命をもたらす可能性があります。
4。操作による：
* 原子間顕微鏡（AFM）： 科学者はAFMを使用して、表面上の個々の原子を操作できます。これにより、35のキセノン原子で構築された有名な「IBM」ロゴのように、非常に小さな構造を作成できます。
* 合成と反応： 科学者は、さまざまな化学反応を使用して、原子を特定の方法で結合および再配置して、目的の特性を持つ新しい材料を作成できます。
5。理論モデリングによる：
* 量子力学： 科学者は、コンピューターシミュレーションと理論モデルを使用して、原子が量子レベルでどのように動作し、相互作用するかを理解します。これにより、材料が作成される前であっても、材料の特性に関する予測が可能になります。
要約すると、科学者には、単純な化学結合から複雑な操作や理論モデリングに至るまで、原子を配置するための技術の膨大なツールボックスがあります。これにより、医学や技術からエネルギーと材料の科学まで、幅広い分野で使用するための多様な特性を持つ材料を作成できます。
