Czym jest nanotechnologia?

Nanotechnologia to nauka, inżynieria i technologia, która jest przeprowadzana w nanoskali, wynosi od 1 do 100 nanometrów.

Nanotechnologia to nauka i zastosowanie bardzo małych rzeczy. Mogą być one stosowane we wszystkich innych dziedzinach nauki, takich jak chemia, biologia, fizyka, inżynieria, w tym materiałowa.

Jak to się zaczęło?

Pomysły i koncepcje związane z nanonauką i nanotechnologią rozpoczęły się od przemówienia zatytułowanego "Jest dużo miejsca na dole" fizyka Richarda Feynmana na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego w Kalifornijskim Instytucie Technologii (CalTech) 29 grudnia 1959 r., na długo przed zastosowaniem terminu nanotechnologia.

W swoim wystąpieniu Feynman opisał proces, w którym naukowcy byliby w stanie manipulować i kontrolować pojedyncze atomy i cząsteczki. Ponad dziesięć lat później, w swoich poszukiwaniach ultraprecyzyjnej obróbki, profesor Norio Taniguchi ukuł termin nanotechnologia. Dopiero w 1981 r., wraz z rozwojem skaningowego mikroskopu tunelowego, który mógł "zobaczyć" poszczególne atomy, rozpoczęła się nowoczesna nanotechnologia.

Podstawowe założenia nanotechnologii

Trudno sobie wyobrazić, jak mała jest nanotechnologia. Jeden nanometr to miliardowa część metra lub 10^-9 metra. Oto kilka przykładów:

• W jednym centymetrze jest 10 000 000 nanometrów

• Arkusz gazety ma około 100 000 nanometrów grubości

• W skali porównawczej, jeśli kulka byłaby nanometrem, to jeden metr byłby wielkości Ziemi

Nanonauka i nanotechnologia obejmują zdolność widzenia i kontrolowania poszczególnych atomów i cząsteczek. Wszystko na Ziemi składa się z atomów – żywność, ubrania, budynki, a także nasze własne ciała. Ale coś tak małego jak atom nie może być zobaczone gołym okiem ani nawet za pomocą szkolnych mikroskopów.

Mikroskopy zdolne do obserwacji w nanoskali, takie jak skaningowy mikroskop tunelowy (STM) i mikroskop sił atomowych (AFM), zostały wynalezione dopiero około 30 lat temu. Dzięki nim narodził się wiek nanotechnologii.

Praktyczne zastosowania

Choć nowoczesna nanotechnologia jest dość młoda, to materiały w nanoskali były używane od wieków. Przykładowo: małe cząsteczki złota i srebra nadawały kolor średniowiecznym witrażom. Artyści nie wiedzieli wtedy, że zmieniają strukturę materiałów na poziomie atomowym.

Dziś naukowcy i inżynierowie celowo tworzą materiały w nanoskali, by uzyskać:

• większą wytrzymałość,

• mniejszą wagę,

• lepszą kontrolę światła,

• większą reaktywność chemiczną.

To tylko początek ogromnych możliwości, jakie daje świat nanotechnologii.