Nano jest trendy

W 1982 roku ukazała się książka Stanisława Lema pt. "Wizja lokalna". Autor opisywał w niej wyimaginowany świat rządzony przez obiekty rzędu nanometra (miliardowe części metra). Dziś, po upływie 20 lat, świat ten rzeczywiście zaczyna zaglądać do naszych okien i drzwi. I nie wiadomo, co tak naprawdę przyniesie - uważa dr Jacek Szczytko z Wydziału Fizyki UW. Naukowiec opowiadał o nanotechnologiach podczas wykładu będącego częścią tegorocznego Festiwalu Nauki.Technologia budowania obiektów o nanometrowych rozmiarach przeżywa obecnie swój rozkwit. Dzięki niej mamy już samoczyszczące się szyby (np. w samochodach terenowych humer sport), samoczyszczący się beton, wyświetlacze do telefonów komórkowych, nanoubrania, samoczyszczące się lodówki, ogniwa paliwowe, iPody, nowe farby i kosmetyki.

Jeszcze do niedawna naukowcy zajmowali się opracowywaniem technologii, dzięki którym można było budować obiekty o rozmiarach milimetrowych, a potem mikrometrowych. Teraz, w XXI wieku, dominować będą nanotechnologie. Miniaturyzacja i technika schodzą do poziomu, na którym zachodzą procesy biologiczne. Ten postęp jest pochodną nakładów finansowych poniesionych w dziedzinie technologii krzemowych. Obliczenia wskazują, że przez ostatnie 40 lat wydano na całym świecie na ich rozwój bilion dolarów.

Zgodnie ze sformułowanym jeszcze w latach siedemdziesiątych ubiegłego stulecia prawem Gordona Moore'a, ilość krzemowych komponentów w kolejnych wersjach komputerów podwaja się mniej więcej co 18 miesięcy. Układy scalone, a tym samym oparte na nich komputery, nie są z upływem lat coraz większe, tylko coraz bardziej "upakowane". To efekt miniaturyzacji, która osiągnęła obecnie stan, gdzie operuje się już w nanowymiarach.

Niskowymiarowe struktury z uwagi na swe kształty mają różne nazwy - studnie, druty, kropki. Budowanie nanomateriałów sprowadza się albo do mozolnego układania cząsteczek warstwa po warstwie (metoda top-down), albo prowadzeniu ich hodowli w procesie krystalizacji (metoda bottom-up).

Nanomateriały zyskują cechy, które stają się przydatne w wielu dziedzinach. Dzięi nim mamy już płyny reagujące na działanie pola magnetycznego (ferrofluid opracowany w Akademii Górniczo-Hutniczej stosuje się w aktywnych amortyzatorach samochodowych), kryształy fotoniczne (są w skrzydełkach motyli) oraz superwytrzymałe i superlekkie węglowe nanorurki (istnieje projekt windy do nieba, tj. zbudowanej z nanorurek liny łączącej orbitalny statek kosmiczny z Ziemią).

Nanotechnologia jest więc trendy. To nie tylko moda, ale szansa i konieczność. Pozwala bowiem na wytwarzanie nanomaszyn (nanometrowych silników, trybów, przekładni), które mogłyby na przykład transportować leki w do ściśle wyznaczonych miejsc naszego organizmu. Umożliwia ona także prowadzenie prób z modyfikowaniem wirusów i nadawaniem im nowych, pożądanych cech (nanoleki), produkcją nanobakterii, czy nanorurkowych przylg (takich, jakie ma gekon), które pozwolą chodzić na przykład robotom i innym pojazdom po ścianach i suficie.