Nanotechnológia

Myšlienky nanotechnológie boli prvýkrát použité v prednáške "There's Plenty of Room at the Bottom", ktorú predniesol vedec Richard Feynman na stretnutí Americkej fyzikálnej spoločnosti na Caltechu 29. decembra 1959. Feynman opísal spôsob, ako premiestňovať jednotlivé atómy, aby bolo možné vytvoriť menšie prístroje a pracovať v takejto mierke. Vlastnosti ako povrchové napätie a Van der Wallova sila by sa stali veľmi dôležitými.

Feynmanova jednoduchá myšlienka sa zdala byť možná. Slovo "nanotechnológia" vysvetlil profesor Tokijskej vedeckej univerzity Norio Taniguči v článku z roku 1974. Povedal, že nanotechnológia je práca, ktorá mení materiály o jeden atóm alebo o jednu molekulu. V 80. rokoch 20. storočia túto myšlienku skúmal Dr. K. Eric Drexler, ktorý hovoril a písal o význame nanorozmerov . "Motory stvorenia: (1986) sa považuje za knihu o nanotechnológiách. Nanotechnológie a nanoveda sa začali dvoma kľúčovými udalosťami: začiatkom klastrovej vedy a vynálezom skenovacieho tunelového mikroskopu (STM). Čoskoro potom boli objavené nové molekuly s uhlíkom - najprv fullerény v roku 1986 a uhlíkové nanorúrky o niekoľko rokov neskôr. V ďalšom vývoji sa skúmalo, ako vyrobiť polovodičové nanokryštály. Mnohé nanočastice oxidov kovov sa teraz používajú ako kvantové bodky (nanočastice, pri ktorých sa stáva dôležitým správanie jednotlivých elektrónov). V roku 2000 začala Národná nanotechnologická iniciatíva Spojených štátov rozvíjať vedu v tejto oblasti.

Nanotechnológia má nanomateriály, ktoré možno rozdeliť na jednorozmerné, dvojrozmerné a trojrozmerné nanočastice. Táto klasifikácia je založená na rôznych vlastnostiach, ktoré majú, ako je rozptyl svetla, absorpcia röntgenového žiarenia, prenos elektrického prúdu alebo tepla. Nanotechnológia má multidisciplinárny charakter, ktorý ovplyvňuje viaceré tradičné technológie a rôzne vedné disciplíny. Dajú sa vyrábať nové materiály, ktoré sa dajú zmenšiť aj na veľkosť atómov.

• Jeden nanometer (nm) je 10-9 alebo 0,000 000 001 metra.
• Keď sa dva atómy uhlíka spoja do molekuly, vzdialenosť medzi nimi je v rozmedzí 0,12-0,15 nm.
• Dvojitá špirála DNA má od jednej strany k druhej približne 2 nm. Rozvíja sa do novej oblasti nanotechnológií DNA. V budúcnosti bude možné manipulovať s DNA, čo môže viesť k novej revolúcii. Ľudský genóm sa dá manipulovať podľa požiadaviek.
• Nanometer a meter možno chápať ako rovnaký rozdiel vo veľkosti ako medzi golfovou loptičkou a Zemou.
• Jeden nanometer je približne dvadsaťpäťtisícina priemeru ľudského vlasu.
• Nechty rastú jeden nanometer za sekundu.

V nanorozmeroch sa fyzikálne vlastnosti systému alebo častíc podstatne menia. Fyzikálne vlastnosti, ako napríklad kvantový efekt veľkosti, pri ktorom sa elektróny pohybujú odlišne pre veľmi malé veľkosti častíc. Vlastnosti ako mechanické, elektrické a optické sa menia, keď sa makroskopický systém mení na mikroskopický, čo je mimoriadne dôležité.

Nano materiály a častice môžu pôsobiť ako katalyzátor, ktorý zvyšuje rýchlosť reakcie a zároveň poskytuje lepší výťažok v porovnaní s inými katalyzátormi. Niektoré z najzaujímavejších vlastností, keď sa častice premenia na nanorozmery, sú tieto: látky, ktoré zvyčajne zastavujú svetlo, sa stanú priehľadnými (meď); niektoré materiály je možné spáliť (hliník); pevné látky sa pri izbovej teplote zmenia na kvapaliny (zlato); izolanty sa stanú vodičmi (kremík). Materiál ako zlato, ktorý v bežnom meradle nereaguje s inými chemikáliami, môže byť v nanorozmeroch silným chemickým katalyzátorom. Tieto špeciálne vlastnosti, ktoré môžeme pozorovať len v nanorozmeroch, sú jednou z najzaujímavejších vecí na nanotechnológiách.