Hodně se o nanotechnologiích mluví, ale ne všichni lidé si umějí představit, co tento pojem znamená. Většina z nás ví, že nanovýrobky nám změní v budoucnu život a pravděpodobně jej zjednoduší. Ale jak? Co vůbec nanotechnologie jsou? Jak vznikají a proč jsou užitečné?
Pojem
Slovo „nano“ je odvozeno z řečtiny a označuje trpaslíka. Jedná se o fyzikální délku (1*10-9 = 0,000 000 001 m), která je stokrát kratší, než běžná vlnová délka viditelného světla. Pojem nanotechnologie zahrnuje různé obory nanovědy, které se zabývají vlastnostmi a vytvářením struktur o velikosti 1*10-7 – 1*10-9, alespoň v jednom směru.
V praxi to vypadá tak, že se lidé snaží co nejvíce ovládnout a manipulovat s molekulami a i samotnými atomy. Díky těmto manipulacím mohou vznikat objekty, které jsou tisíckrát menší, než objekty vyráběné doposud běžnou technologií. Zmenšování se využívá hlavně v elektronice, například pro výrobu různých obvodů nebo čipů. Je pravděpodobné, že možnosti nynější mikroelektroniky se brzo vyčerpají a nahradí je nanotechnologie. Tudíž už nebudou mikročipy, ale nanočipy. Některé možná napadne otázka, proč je lepší nanotechnologie, než mikroelektronika. Odpověď je celkem jednoduchá, nanotechnologie v sobě zahrnují poznatky nejen z elektroniky a mikroelektroniky, ale také z optiky, chemie, biologie a biochemie, což přináší větší možnost využití.
(Ukázka manipulace s nanovlákny)
Správná manipulace s molekulami a atomy může vytvořit i strukturu, která bude mít nové vlastnosti (elektrické, fyzikální, optické), než běžně vyráběné materiály.
Historie
Jako první s teorií nanotechnologií přišel Richard P. Feynman, který v roce 1959 přišel s přednáškou „There‘s Plenty of Room at the Bottom“ (Tam dole je spousta místa) na zasedání CALTECH (Americká fyzikální společnost na Kalifornské technické univerzitě). Tato přednáška pojednávala o možnostech využití světa atomů v budoucnosti. Samozřejmě v 50. letech nikdo Feynmana nebral vážně, s čímž i počítal, a proto nabídl jeden tisíc dolarů tomu, kdo jako první dokáže zapsat jednu stránku textu na plochu, která bude zmenšena na 1/25 000 původní plochy. Dále nabídl další jeden tisíc dolarů tomu, kdo zhotoví funkční elektromotorek, který se vejde do krychličky o hraně 0,4 mm. Obě tyto ceny byly vyplaceny. První o 26 let později a druhá už v roce 1960.
Následující dvě desetiletí po této přednášce vznikla výrazná miniaturizace v elektronice. V dalším desetiletí přišly počítače, které se začaly běžně využívat a začaly se sledovat atomy a molekuly pomocí speciálních mikroskopů. A již v počátku 90. let nastoupil na scénu internet, genetické inženýrství a první úspěšné pokusy technologií v měřítku nanometrů.
Využití
Nyní se dostáváme k té části, která veřejnost zajímá nejvíce, kde se nanotechnologie dá využít. Odvětví je spousty od medicíny, hygieny, elektroniky, automobilového průmyslu a mnoho dalších.
(Porovnání lidského vlasu s nanovlákny)
Kosmetika
Mezi jedny z nejzajímavějších nanotechnologických výrobků patří nanovlákna a nanotextilie. Jedná se o textilie, které mají obrovský měrný povrch, vysokou pórovitost, malé póry a také nízkou váhu.
Tyto textilie se dají uplatnit například v kosmetice, kde se z nich dělají nanovlákenné masky, které snadněji umožňují léčivým látkám dostávat se do pokožky. Tyto masky mají nejdříve konzistenci krému a po nanesení na obličej ztuhnou a dají se sloupnout. Masky a krémy s nanotextiliemi a nanočásticemi vyrábí například firma L'Oreal.
Oděvnictví
Zatím se jedná o hudbu budoucnosti, ale ano, nanovlákna, by se měly přidávat i do oblečení. Jednalo by se především o vojenské oblečení, které by při pohybu vojáka produkovalo elektrický proud, který by byl odváděn do přístrojů, které voják nosí sebou. Díky takovému oblečení, by vojáci nosili mnohem méně baterií a díky nižší váze by se rychleji pohybovali.
Bankovnictví
Nanovlákna mohou celkem ztížit život padělatelům peněz. Do bankovek by se měly přidávat vlákna, která nejsou pouhým okem patrné. Vytvořil by se pro každou hodnotu bankovky speciální podpis. Takto se snadněji pozná, jestli se jedná o padělanou bankovku či nikoliv.
Na stejném principu mohou pracovat i světové oděvní značky, které si opět na oblečení vytvoří svůj jedinečný podpis, který padělek mít rozhodně nebude.
Medicína
Zdraví je jedna z hlavních priorit výzkumu, a tudíž ani tady nanotechnologie nezaspala. Tato věda pomohla například zlepšit dialýzu. Dialýza je proces čištění krve, když poškozené ledviny nestíhají filtrovat z krve škodliviny. Z nanotextílie se podařilo vytvořit membránu, na které dokážou růst buňky, které jsou podobné ledvinovým buňkám. Tyto buňky dokážou filtrovat krev mnohem efektivněji, než klasická dialýza.
Jelikož existují nanotextilie, tak určitě mnoho z vás napadne, že by se daly použít ke krytí ran. Ano, nezmýlili jste se, takové obvazy již existují. Rána se jimi zakryje, a obvaz díky svým malým pórům zabraňuje průchodu bakterií a virů. Do takovýchto obvazů se přidává ještě singletovaný kyslík, který při kontaktu s mikroorganismy je pro ně toxický.
Závěrem
Nanotechnologie mají obrovské využití v různých odvětvích. V současnosti se začínají nanotechnologie hojně využívat, jelikož vznikly stroje, které umějí pracovat správně s atomy a molekulami. Společně s těmito stroji vznikly i hypotézy, které se začínají buď potvrzovat, nebo vyvracet. Nanotechnologie obklopí celý náš svět a pro civilizaci bude tato technologie podobným pokrokem, jako pro naše předky bylo používání kamene, bronzu a železa.
Zdroj: VŠB
2024 ©