Mi a nanotechnológia
Az utóbbi időben lépten nyomon hallani a nanotechnológia kifejezést. Sok estben azt is ezzel akarják igazolni, eladni, aminek köze sincs hozzá, mert ezt most valamiféle "varázsszó". (Egyes bűvészek, már biztos gyakorolják az abrakadabra helyett.)
Két ok miatt szeretném egy kicsit "helyretenni" a témát.
Az egyik egy nem rég kapott lánclevél, ami arra figyelmeztet, hogy a H1N1 elleni
vakcinában nanotechnológiával készült csip található, hogy adatokat gyűjtsenek
az emberekről.
A hozzá mellékelt képen a világ legkisebb RFID
csipje
0,4 x 0,4 mm. Egy 128-bites azonosító (ID) tárolható ezekben a ROM-okban.
A képen egy ujjhegyen illetve rízsszemek között látható. Tényleg nagyon kicsi,
de azért a nanoméretből eléggé kinőtte magát...
Az írás több szempontból is ritka nagy ostobaság, de itt most csak a nanotechnológia miatt említem. Ez egyébként szintén nem igaz benne, mert az említett csip "hagyományos" technológiával készül. Nem mellesleg nem oltásokhoz. (Egyébként sem lehetne eloszlatni egy oltóanyagban, kolloidnak is túl nagy lenne és a tűn sem menne át, ha egyáltalán fel tudnák szívni...)
A másik egy termékbemutató, ahová nem rég szüleimet hívták és valami pár ezer forintot érő mágneses marhaságot akartak rájuk sózni vagy 200.000 forintért. És "természetesen" nanotechnológiával készült. (Mert az olyan "tudományosan" hangzik.) Gondolom vitték mint a cukrot a kisnyugdíjasok.
Nézzük meg akkor mit is jelent az a "bűvös" nanotechnológia
A nano egy "hivatalos" prefixum, jelentése 10-9 (milliárdod). Vagyis mondjuk méretekre "fordítva" a nanométer az 10-9 méter (0,000000001 méter) vagy másképpen milliárdod méter, ami 10-6 mm (0,000001 milliméter) vagyis milliomod milliméter. Tehát meglehetősen kicsi. (Maga a nanosz görög szó törpét jelent.)
Elsőre az is természetesnek tűnhet, hogy a nanotechnológia valamilyen
rettentő pici dolgoknak a készítését jelenti.
Valójában a nanotechnológia nem (csak) a miniatürizálás egy lehetőségét
jelenti.
A nanotechnológia egy a "szokásos" gyártástechnológiáktól
alapvetően eltérő technológia.
Az emberiség által eddig alkalmazott technológiák - a pattintott kőkorszaktól
mostanáig - úgy működtek, hogy valami nagyobb darabból eltávolították a "felesleget".
Mondjuk például egy nagyobb darab kőből kifaragtak (pattintottak) egy kőbaltát,
egy nagyobb fémdarabból esztergáltak egy alkatrészt. stb.
A nanotechnológia "visszafelé" dolgozik atomonként
próbálja összerakni a dolgokat.
(Tulajdonképpen az élővilág már régen "felfedezte" a nanotechnológiát,
mert az élőlények - enzimjeik segítségével - a legegyszerűbb elemekből, vegyületekből
építik fel lépésről-lépésre mindazokat az anyagokat /főleg fehérjéket/, amelyekből
az élővilág felépül.)
A nanotechnológia az eddig megismert természeti törvények alkalmazásával
"rakja össze" az atomokat vagy molekulákat meghatározott funkciók,
célok elérése érdekében.
A nanotechnológia gyakran olyan "szerkezeteket" hoz létre,
amelyeket "hagyományos" technológiákkal nem lenne lehetséges.
A nanotechnológia egyik "kedvenc" alapanyaga a szén nem túl régen (1985) felfedezett harmadik allotróp módosulata az úgynevezett fullerén szerkezet.
 |
A molekulaképen egy 60 szénatomból álló fullerén molekula látható. |
Ebből építhetők fel az úgynevezett szén
nanocsövek, amelyek egészen fantasztikus tulajdonságokkal rendelkeznek.
(Például szakítószilárdságuk
százszorosa az ugyanolyan méretű acélszálénak,
ugyanakkor a tömege
csupán hatoda.) Méretük néhány nanométertől néhány tucat nanométerig terjed.
Még csak a megismerésnél tart a tudomány, de már most is egészen sok hasznos
dolgot sikerült ilyen módon előállítani.
A szén nanocső,
tulajdonképpen úgy néz ki, mint a grafit
egyetlen atomrétege
csővé hajlítva, de azért nem teljesen, mert a "hajlításhoz" a hatszög
mellett ötszögekre is szükség van a szerkezetben, ha a végét be is akarják "zárni",
mint ahogy a fullerénmolekulán
fentebb látható.
Szén nanocsövek
| felépítése és | "növesztése" |
 |
 |
Még ígéretesebb a grafén alkalmazása, amelynek kutatásáért a 2010-es fizikai Nobel-díjat kiosztották.
Ez persze a nanotechnológiának csak egyetlen területe. Komoly eredményeket
értek el a gyógyszerek
"csomagolása" terén is.
Olyan "csomagolásokat" sikerült létrehozni, mint mondjuk egy kettős
lipidrétegből kialakított
gömbbe "csomagolt" hatóanyag, amit megfelelő módszerekkel az adott
helyre (mondjuk a rákos sejtbe) lehet "csalogatni" és azután csak
ott fejti ki a hatását. Ez mondjuk egy citosztatikus
kezelés esetén hihetetlenül előnyös lehet. Így csak a rákos sejteket pusztítják
ezek a nem éppen veszélytelen gyógyszerek.
Bizonyos célokra ennek "kompozit"
változata is előnyös lehet, mondjuk egy néhány aranyatom
vastagságú réteggel mindezt körülvéve, még az is elérhető, hogy egy infravörös
sugárzás esetén az adott sejtek (és csak azok) jól felmelegedjenek és elpusztuljanak.
Kettős lipid réteg nanogömb
| "aranyozás" nélkül | és "aranyozással" |
 |
 |
A nanotechnológia újabb, pontosabb meghatározása szerint a 100 nanométernél
kisebb skálán szervezett anyag
létrehozását, precíz kezelését és tervszerű elrendezését, mérését és modellezését
jelenti.
Másképpen fogalmazva, azokat a folyamatokat amelyek lehetővé teszik, hogy a
molekulákat egyenként oda helyezzék, ahova és amikor akarják, hogy segítségükkel
megvalósulhasson az előre eltervezett működés.
A 100 nanométeres határ az a küszöb, amely alatt az anyag viselkedésében dominánssá
válnak azok a hatások, amelyek a megszokott makroszkópos méretekhez viszonyítva
újszerű tulajdonságokat eredményeznek.
A nanotechnológia
legígéretesebb területei
- a gyógyászat (gyógyszerek
megfelelő helyre juttatása, "lenyelhető" diagnosztikai eszközök, stb.)
- érzékelés (kisméretű érzékelők mindenféle
területen
- kommunikáció
- szén nanoszerkezetek
(a képen egy szén naonoszálakból felépített gázérzékelő csip látható)