TEMA BROJA
Nanotehnologija / Ciljevi i istraživanja
Nepovratno uvežbani patuljak
Nanotehnologija ili nanotehnika (grč. patuljak + vešt, uvežban) je skup disciplina koje se bave istraživanjem, razvojem i primenom struktura, uređaja i sastava koje se mere veličinama atoma, molekula i makromolekula, tj u opsegu do 100 nanometara (1 nm = 10–9 m), a koji, zahvaljujući svojim malim veličinima, imaju posebna svojstva. To brzo napredujuće područje prepliće se s nizom drugih područja, na primer s elektronikom, medicinom, naukom o materijalima, hemijskim reakcijama, a zasniva se na istraživanju osnovnih pojava i materijala u nanopodručju.
Kod dimenzija ispod 100 nm, pojave kvantne fizike prevladavaju nad pojavama poznatima iz svakodnevnog iskustva (klasična fizika). To se, pre svega, odnosi na restrukturiranje elektronskog sastava (kvantizacija), koje dovodi do novih elektronskih svojstava. Osim toga, vrlo mala tela imaju znatno veći odnos broja atoma smeštenih na površini i broja atoma u unutrašnjosti od makrotela. To može znatno uticati na strukturu, stabilnost i reaktivnost malih tela, čime materijal dobija nova svojstva. Istraživanje i razvoj u tom području obuhvata kontrolisano rukovanje nanostrukturama i njihovo uključivanje u veće delove, sastave i arhitekture, pri čem se svojstvima tih složenih struktura upravlja u nanopodručju. U nekim slučajevima, složene strukture mogu biti i veće od 100 nm a pokazuju jedinstvena svojstva.
Osnovni ciljevi istraživanja u području nanotehnike su: razumevanje osnovnih pojava na nanolestvici, sposobnost oblikovanja i sinteze materijala na atomskom nivou u cilju postizanja drugačijih svojstava i funkcija, razumevanje osnovnih procesa kojima živi organizmi stvaraju materijale i funkcionalne komplekse i upotreba tog znanja kao putokaz za nove sintetske procese i veštačke materijale, razvoj eksperimentalnih alata za određivanje svojstava nanostrukturiranih materijala kao i teorija i modela potrebnih za ostvarenje ciljeva.
Pojavu nanotehnike omogućio je razvoj eksperimentalnih alata i teorijskih modela koji su omogućili manipulaciju pojedinačnim atomima, skupovima atoma i molekulima. Pritom je posebnu ulogu imao izum pretražnog mikroskopa sa tunelovanjem (Scanning Tunneling Microscope ili STM) i metoda koje su se potom razvile, kao i značajno povećanje razlučivosti elektronske mikroskopije, koje je danas ispod 0,1 nm. Pretražni mikroskop s tunelovanjem omogućava uvid u položaj atoma u realnom prostoru i njihovo preobličavanje u nove strukture. Takav pristup stvaranju nanostruktura omogućavaju istraživanja, ali ne i proizvodnju velikoga broja struktura u kratkom vremenu. Drugačiji je pristup pojava samoorganizovanja (na primer, molekula u rastvorima i atoma metala koji se samoorganizuju u pravilno raspoređene grupe atoma jednakih veličina na površini poluprovodnika i oksida.
Zbog brojnih mogućnosti nanotehnologije (uključujući industrijske i vojne), vlade bogatih država uložile su velika sredstva u istraživanja na području nanotehnologije (SAD su uložile 3,7 milijardi dolara, a EU 1,2 milijarde). Nanotehnologija je vrlo široko područje koje uključuje mnoge nauke a proizvodi nanotehnologije se koriste u razne svrhe - počev od proširenja konvencionalnih uređaja do novih pristupa zasnovanih na molekularnoj montaži i razvoja novih materijala nano-dimenzija i usmeravanja kontrole materije na nivou atoma.
Nanotehnologija bi u budućnosti mogla da stvori mnogo novih materijala i uređaja sa danas nezamislivo širokom primenom u medicini, elktronici, biomaterijalima i proizvodnji energije. Na drugoj strani, nanotehnologija otvara probleme kao i sve nove tehnologije, uključujući zabrinutosti u vezi toksičnosti i uticaja nanomaterijala na okolinu, njihov mogući uticaj na globalnu ekonomiju i nagađanja o raznim scenarijima haosa.
Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"
|
