Czym jest nanotechnologia?

W średniowieczu filozofowie próbowali przemienić podstawowe materiały w złoto w procesie zwanym alchemią . Choć ich wysiłki okazały się bezowocne, alchemia pseudonaukowa utorowała drogę do prawdziwej chemii. Dzięki chemii dowiedzieliśmy się więcej o otaczającym nas świecie, w tym o tym, że cała materia składa się z atomów . Rodzaje atomów i sposób, w jaki te atomy łączą się ze sobą, określają właściwości substancji.

Nanotechnologia to multidyscyplinarna nauka, która analizuje, w jaki sposób możemy manipulować materią na poziomie molekularnym i atomowym. Aby to zrobić, musimy pracować w nanoskali -- skali tak małej, że nie możemy jej zobaczyć pod mikroskopem świetlnym. W rzeczywistości jeden nanometr to zaledwie jedna miliardowa metra. Atomy są jeszcze mniejsze. Trudno jest określić ilościowo rozmiar atomu – nie mają one tendencji do utrzymywania określonego kształtu. Generalnie jednak typowy atom ma średnicę około jednej dziesiątej nanometra.

Ale nanoskala jest tam, gdzie jest. To dlatego, że jest to skala cząsteczek. Manipulując cząsteczkami, możemy tworzyć różnego rodzaju ciekawe materiały. Ale tak jak dawni alchemicy, nie zrobilibyśmy dużych postępów w tworzeniu złota. To dlatego, że złoto jest pierwiastkiem podstawowym – nie da się go rozłożyć na prostszą formę.

Moglibyśmy jednak zrobić inne ciekawe substancje. Manipulując cząsteczkami, aby uformowały określone kształty, możemy budować materiały o niesamowitych właściwościach. Jednym z przykładów jest nanorurka węglowa. Aby stworzyć nanorurki węglowe, zaczynasz od arkusza molekuł grafitu, które zwijasz w rurkę. Orientacja cząsteczek determinuje właściwości nanorurki. Na przykład możesz skończyć z przewodnikiem lub półprzewodnikiem . Walcowana we właściwy sposób nanorurka węglowa będzie setki razy mocniejsza od stali, ale waży tylko jedną szóstą [źródło: NASA ].

To tylko jeden aspekt nanotechnologii. Innym jest to, że materiały nie są takie same w nanoskali, jak w większej skali. Naukowcy z Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych odkryli w 2005 roku, że złoto świeci inaczej w nanoskali niż masowo. Zauważyli również, że materiały mają różne właściwości magnetyzmu i temperatury w nanoskali [źródło: Departament Energii USA ].

Ponieważ nauka zajmuje się podstawowymi elementami budulcowymi materii, istnieje niezliczona ilość zastosowań. Niektóre wydają się niemal przyziemne – nanocząsteczki tlenku cynku w kremie przeciwsłonecznym pozwalają rozprowadzić przezroczysty balsam na skórze i zachować ochronę. Inne brzmią jak science fiction – lekarze próbują wykorzystać osłonki białkowe z wirusów do dostarczania niewielkich ilości leków na raka. Gdy dowiemy się więcej o tym, jak działają molekuły i jak nimi manipulować, zmienimy świat. Największe rewelacje będą pochodzić z najmniejszych źródeł.

Dowiedz się więcej o nanotechnologii, korzystając z łączy na następnej stronie.

Powiązane artykuły

Więcej świetnych linków