Joka päivä pääsemme lähemmäksi väistämätöntänanoteknologian tuoma vallankumous. Luomme uusia laitteita, saamme ainutlaatuisia materiaaleja, joita emme ole aiemmin ajatelleet. Nanoteknologian käyttö jokapäiväisessä elämässä on mahdollistanut meille tuttujen esineiden muodon muuttamisen. Tuloksena saimme aineen täysin erilaiset, mutta hyödylliset ominaisuudet. Ympäröivä todellisuus muuttuu vähemmän vaaralliseksi ja suotuisammaksi mukavan elämän kannalta. Havainnollistava esimerkki: käytettyjen sähkölaitteiden tavanomaisten mittojen pienentäminen ihmissilmälle näkymättömien nanohiukkasten kokoon. Tietokoneet pienentyvät, mutta paljon tehokkaampia. Nanoteknologia jokapäiväisessä elämässä ja teollisuudessa on muuttanut merkittävästi kaikkea ympärillämme.
Onko mahdollista luoda tällainen keinotekoinen muotoälykkyyttä, joka voisi tyydyttää kaikki tarpeemme? Vastaus löytyy viimeisimmän kehityksen järkevästä käytöstä. Nanoteknologia on tie tulevaisuuteen, koska se vaikuttaa kaikkiin elämämme osa-alueisiin. Nanoteknologian käyttö tarjoaa monia mahdollisuuksia, mutta herättää myös monia huolenaiheita.
Ikkuna nanomaailmaan
Elektronimikroskoopin avulla voit tarkastellamikrokosmos. Nanoteknologiaa on erittäin vaikea havaita välittömästi arjessa ilman erikoislaitteita, koska ne ovat niin pieniä, että niitä ei voi erottaa paljaalla silmällä. Juuri tässä mittakaavassa aineilla on epätavallisimmat ja odottamattomimmat ominaisuudet. Tällaisten ominaisuuksien käyttö lupaa ainutlaatuisen teknologisen vallankumouksen. Ne tarjoavat radikaalisti uusia mahdollisuuksia, kuten ihmiskehon ja ympäristön hallinnan.
Nanoteknologian syntyhistoria
Kaikki alkaa XX vuosisadan 80-luvultaskannaava tunnelointimikroskooppi (STM) -nimisen instrumentin keksintö. Kalifornian yliopiston professori James Jimzewski on viettänyt koko työuransa nanomittakaavan maailmassa. Hän on yksi ensimmäisistä ihmisistä maailmassa, joka on pystynyt tutkimaan ainetta uskomattoman pienten määrien, millimetrin miljoonasosien, tasolla. Näillä mikroskoopeilla voit tutkia pintaa samalla tavalla kuin sokeat lukevat pistekirjoitusta. Silloin kukaan ei olisi voinut aavistaa, kuinka hyödyllistä nanoteknologia olisi jokapäiväisessä elämässä ja teollisuudessa.
Toimintaperiaate nanohiukkasten kanssa
Pyyhkäisymikroskoopissa käytetään koetintajoka on 1 atomin neulan paksuinen. Kun se lähestyy vain muutamaa nanometriä näytteestä, elektronit vaihtuvat lähimmän nanohiukkasen kanssa. Tätä ilmiötä kutsutaan tunneliefektiksi. Ohjausjärjestelmä tallentaa tunnelointivirran muutoksen, ja nyt näiden tietojen perusteella tehdään tarkempi konstruointi tutkittavan näytteen pinnan topografiaan. Ohjelmisto muuttaa saadut tiedot kuvaksi, joka antaa tutkijoille avaimen uuteen maailmaan, joka käyttää nanoteknologiaa jokapäiväisessä elämässä ja muilla teollisuudenaloilla.
James Dzhimzewskin mukaan kiitosPyyhkäisyelektronimikroskoopilla tutkijat ovat ottaneet ensimmäistä kertaa kuvia atomeista ja molekyyleistä ja ovat voineet tutkia niiden muotoa. Tästä tuli todellinen vallankumous tieteessä, koska tiedemiehet alkoivat tarkastella monia asioita täysin eri tavalla kiinnittäen huomiota yksittäisten atomien ominaisuuksiin, ei miljooniin ja miljardeihin hiukkasiin, kuten se oli ennen.
Ensimmäiset löydöt
Uusien teknologioiden käyttö on johtanuthämmästyttävä löytö. Kun laite lähestyi atomia 1 nanometrin etäisyydellä, syntyi sidos sen ja atomin välille. Tämä ominaisuus mahdollisti tavan löytää yksittäisiä mikrohiukkasia. Tämän löydön ansiosta oli mahdollista käyttää nanoteknologiaa mukavaan elämään.
Kuten professori James Dzhimzewski selittääKalifornian yliopiston skannaava tunnelimikroskooppi mahdollisti molekyylien ja atomien käytännöllisen kosketuksen. Ensimmäistä kertaa tiedemiehet pystyivät manipuloimaan aineen pinnalla olevia atomeja ja luomaan rakenteita, joita ei olisi voitu kuvitella aiemmin.
Tämä uusi löytö (kyky tarkkailla ja käsitellä pienimpiä aineen muodostavia hiukkasia) mahdollisti nanoteknologian käytön kaikilla teollisuudenaloilla poikkeuksetta.
Nanoteknologian kehitys
Fyysikko ja filosofi Etin Wedge uskoo, että nanoteknologian aiheuttaman teknologisen läpimurron mahdollisuus on varsin todellinen, mutta se perustuu monessa suhteessa tutkijan innostukseen.
Tämä lausunto oli sysäys alkuunlukuisia tutkimuksia, jotka ovat tehneet mahdolliseksi toteuttaa sellaisia edistyksellisiä tieteen ja teknologian osa-alueita kuin mikroelektroniikka, informatiikka, ydinvoimatutkimus, mikrobiologia, lasertekniikka, lääketiede ja paljon muuta.
Nanoteknologia: esimerkkejä
Arkielämässä on niin monia huomaamattomia, mutta erittäin tärkeitä aineita, joiden läsnäoloa emme edes epäile! Katsotaanpa silmiinpistävimpiä esimerkkejä:
- Nykyaikaiset puhelimet. Nanoteknologian käytön ansiostakyky varustaa älypuhelimet, iPhonet ja muut laitteet erityisillä antureilla, jotka toimivat suojana. Mikrosirut eivät lakkaa toimimasta edes lasinsärkyllä.
- Hammastahna. Aikaisemmin kukaan ei ajatellut miksihampaiden puhdistusaine on erilainen. Tämä kaikki johtuu tiettyjen nanohiukkasten läsnäolosta. Esimerkiksi paljaalla silmällä näkymätön kalsiumhydroksiapatiitti auttaa korjaamaan vaurioitunutta kiillettä ja suojaamaan hampaita hampaiden reikiintymiseltä.
- Liima kipsi. Nanoteknologiaa jokapäiväisessä elämässä löytyy enitenodottamattomia kohteita. Esimerkiksi tavallinen kipsi. Siinä on hopea nanokerros, joka edistää nopeaa paranemista ja sillä on antibakteerisia ominaisuuksia.
- Auton maali. Nykyaikaiset automaalit, kiitosnanohiukkaset pystyvät peittämään matalat naarmut ja muut kehoon muodostuneet ontelot. Ne sisältävät mikroskooppisia palloja, jotka tarjoavat tämän vaikutuksen.
