Сва материја око нас састоји се од атома и молекула. Да би се разумело понашање одређеног материјала, квантни траже се карактеристике атома. Али појавом истраживања откривено је да постоји скала која је знатно мања од молекуларне. То је наноразмер који мери једну милијарду метра. Атом материје мери око 0,1 нм. Како су атоми грађевни блокови материје, на наноразмјерном нивоу ови атоми се могу сложити да би се створили нови материјали. Сва истраживања око студије и проналасци који укључују својства елемената на овој наноскалији називају се нанотехнологијом.
Шта је нанотехнологија?
Израз нано односи се на меру од једне милијарде метра. Ово је мање од таласне дужине светлости. Нанотехнологија се односи на сва истраживања која се баве манипулацијом материјом на наноразмерном нивоу. Откривено је да се квантна својства материје на наноразмери разликују од атомских размера. Дакле, истраживање повезано са нанотехнологијом је врло широко и укључује многа подручја науке као што су органска хемија, молекуларна биологија, наука о површини, складиштење енергије, молекуларно инжењерство, Полупроводник физике и микрофабрикације.
Основе
Наносколско истраживање материје је фасцинантно јер је основна фаза у којој су атоми распоређени заједно. Тако се манипулишући материјом у овом обиму може формирати много различитих врста материјала. Наноскала се креће од 1-100нм. Мањи је од микроскале и већи од атомске скале. Како истраживање око ове технологије укључује различита својства материје, важно је имати снажну позадину у више наука.
Нанотехнологија
На нивоу наноразмера, правила квантне механике материјала се веома разликују од његовог атомског нивоа. На пример, материјал који се понаша као изолатор у молекуларном облику може се понашати као полупроводник приликом распада на наноразмер. На овом нивоу, тачка топљења супстанци такође се може променити због повећања површине. Сва истраживања око нанотехнологије данас укључују проучавање ових својстава на наноразмери и како би се знало како их користити за нове примене.
Данас се нанотехнологија односи и на науку о конструисању предмета одоздо према горе помоћу алата и технологије који су данас доступни за формирање производа високих перформанси.
Врсте нанотехнологије
Како се нанотехнологија бави проучавањем материје на наноразмери, тако и науке на овом нивоу спадају под нанотехнологију. Наука која се бави манипулацијом материјом за формирање високих перформанси транзистори и микропроцесори је познат као Наноинжењеринг. Када се нанотехнологија користи за производњу фармацеутских производа, она се назива Наномедицин. Нанотехнологија се високо користи за производњу електронских уређаја познатих као Наноелектроника.
Нанотехнологија има две врсте приступа - приступ одоздо према горе и приступ од врха доле. У приступу одоздо према горе, материјали се формирају од малих компонената које се крећу ка већим компонентама. У приступу од врха према доле, нано-материјали се формирају од већих целина.
Током година нанотехнологија се такође развија као Наномеханика, Нанофотоника и Нанојоника пружајући основну научну основу за нанотехнологију.
Употреба нанотехнологије
Наноскални материјали се користе за расуте примене. Формирају се нано пунила која се користе у соларним ћелијама да би се смањили њихови производни трошкови. Нанотехнологија је дала велики допринос биомедицинском пољу. Развијају се апликације попут инжењерства ткива, испоруке лекова и биосензора.
Нанотехнологија је помогла у структурирању вештачке ДНК и проучавању других нуклеинских киселина. У синтези материјала, ова технологија је помогла у дизајнирању добро обликованих молекула. Развијене су нове технике израде попут нанолитографије, наношења атомског слоја.
Предности и мане
Развој ове области помогао је у еволуцији разних нових наука. Користећи нанотехнологију, својствима материјала може се манипулисати према нашој потреби. Материјали се могу учинити трајнијим, стабилнијим, јачим, лакшим, реактивнијим, бољим електричним проводницима итд.
Мане које укључују нанотехнологију сличне су онима које се обично јављају развојем нове технологије. Највише се плаши утицаја нанотехнологије на услове околине. Забрињава и утицај ове технологије на глобалну економију.
Будућа истраживања у овој области укључују развој нанороботике и њене примене у лековима. Предлажу се нови уређаји за производњу наном за будуће комерцијалне примене. Предлажу се наномасине које ће помоћи у развоју нових нано материјала и наносистема. Развијају се материје чија својства могу бити лако реверзибилна и екстерно контролисана. Уз ову технологију створени су нови појмови попут биотехнологије и Фемто технологије. Која су два приступа која се користе у производњи наноматеријала?
