Termenul de nanotehnologie a primit foarte multă atenție în ultimii ani din partea mass-mediei. S-a ajuns în punctul în care nanotehnologia este considerată a fi noua revoluție științifică, ce ne promite computere mai rapide, remedii pentru cancer și chiar soluții ale crizei energetice, asta doar pentru a numi câteva.
Definiția formală a nanotehnologiei, așa cum este ea dată de către Inițiativa Națională pentru Nanotehnologie (INN), este „înțelegerea și controlul materiei la dimensiuni între aproximativ 1 și 100 de nanometri, acolo unde fenomene unice permit aplicații noi”. Cuprinzând știința nanometrică, ingineria, tehnologia, nanotehnologia presupune imagistica, măsurarea, modelarea și manipularea materiei la o scară foarte mică.
În cadrul definiției INN punem distinge 3 concepte de bază. Primul ar fi că nanotehnologia este foarte, foarte mică. Atunci când ceva se află la o scară nanometrică, măsoară undeva între 1 și 100 de nanometri. Când ceva se află la o dimensiune atât de mică, nu poate fi văzut cu ochiul liber sau chiar cu un microscop obișnuit. Oamenii de știință au trebuit să dezvolte instrumente speciale pentru a putea vedea materia la o scară nanometrică.
Unele materii s-au aflat întotdeauna la o scară nanometrică (de exemplu, moleculele de apă sau atomii de siliciu). Cu toate acestea, în ultimii ani, oamenii de știință au fost capabili să utilizeze intrumente și procese noi pentru a sintetiza și manipula materii comune la o scară nanometrică, precum particulele de dioxid de titan.
Al doilea concept ar fi că la scară nanometrică, materialele se pot comporta în moduri diferite și neașteptate. Astfel că multe materiale comune prezintă proprietăți neobișnuite, cum ar fi o rezistență remarcabil de mică la electricitate, puncte de topire mai mici sau reacții chimice mai rapide.
De exemplu, la scară macroscopică, aurul este strălucitor și galben. Cu toate acestea, în cazul în care particulele de aur au 25 de nanometri, acesta apare ca având culoarea roșie. Particulele mai mici interacționează diferit la lumină, astfel că aceste particule de aur apar într-o altă culoare. În funcție de mărimea și de forma particulelor, aurul poate apărea ca având culoarea roșie, galbenă sau albastră.
Un alt exemplu de nanoparticule ce apar diferit față de materialul la macroscară se găsește în produsele de protecție solară. Dioxidul de titan este utilizat în produsele de protecție solară de mult timp. El este unul din ingredientele care fac cremele să aibă o culoare albă. Producătorii folosesc acum nanoparticule pentru a crea creme și geluri ce nu au culoare (nanoparticulele de dioxid de titan sunt transparente).
Alte proprietăți se pot schimba atunci când materialele se află la o scară nanometrică. De exemplu, aluminiul este un metal strălucitor pliabil, folosit pentru realizarea cutiilor pentru suc. La o scară nanometrică, particulele de aluminiu sunt extrem de reactive și explodează. Nanoparticulele sunt mai reactive deoarece au o suprafață mai mare decât particulele macroscopice.
În al treilea rând, cercetătorii vor să exploateze aceste comportamente diferite și neașteptate pentru a realiza noi tehnologii. Prin valorificarea acestor noi comportamente, cercetătorii din mai multe domenii speră să creeze multe lucruri noi din categoria produselor de zi cu zi, cum ar fi ciorapi antimicrobieni, rachete de tenis mult mai ușoare, computere mai mici și mai rapide sau tratamente selective ce atacă o anumită boală. Cei mai mulți oameni de știință și cercetători sunt de părere că posibilitățile sunt nelimitate.
De asemenea, se pot realiza multe substanțe interesante, prin manipularea moleculelor pentru a se ajunge la anumite forme ce pot crea materiale cu proprietăți incredibile. Un exemplu este un nanotub de carbon. Pentru a-l crea se începe cu o foaie de molecule de grafit ce este rulată într-un tub. Orientarea moleculelor determină proprietățile nanotubului, putându-se ajunge la un conductor sau semiconductor. Rulat bine, nanotubul de carbon va fi de sute de ori mai puternic decât oțelul și cu o greutate de 6 ori mai mică.
Există unele produse ce folosesc nanotehnologia, iar unul dintre cele mai comune cazuri este acela în care sunt utilizate nanoparticule de argint. Argintul este în mod inerent anti-microbian și a fost folosit pentru a controla bacteriile din timpuri străvechi. Prin încorporarea argintului la scară nanometrică în textile, materiale plastice și aparate de uz casnic, producătorii pot face materiale ce folosesc o cantitate mică de argint pentru a ucide bacteriile fără a afecta alte proprietăți ale produselor.
Cu toate acestea, există o temere că folosirea crescută a argintului în acest fel ar putea reprezenta un risc pentru mediu sau ar putea duce la dezvoltarea de bacterii rezistente la antibioticile ce conțin argint.
Îmbrăcămintea poate fi îmbunătățită. De exemplu, prin acoperirea țesăturilor cu un strat subțire de nanoparticule de oxid de zinc, hainele pot avea o mai bună protecție împotriva razelor UV. Altele au nanoparticule ce ajută la respingerea apei și a altor materii, făcându-le rezistente la pete.
Cu o astfel de gamă largă de aplicații, nanotehnologia are capacitatea de a schimba lumea, dar pentru a realiza aceasta oamenii de știință și inginerii trebuie să înțeleagă mai bine modul în care se comportă materialele la scară nanometrică și să descopere cum să le sintetizeze într-un mod fiabil.
