Bez zařazení

Článků v rubrice: 384

Nanotechnologie je když…

Za zakladatele nanotechnologie se pokládá americký fyzik Richard Feynman (1918-1988). Ten právě před 55 lety (29. 12. 1959) na dodnes připomínané přednášce na kalifornské univerzitě představil svou revoluční vizi – vědci jednou okopírují přírodu, která z atomů a molekul dokáže stvořit i takový zázrak, jakým je živé tělo, a naučí se z atomů skládat materiály s revolučními vlastnostmi. V době, která k objevu tranzistoru a miniaturizaci elektroniky teprve nazrávala, to znělo málem jako bláznovské proroctví. S pojmem „nanotechnologie" přišel až o 15 let později (v roce 1974) japonský fyzik Norio Taniguchi, když popisoval měřicí techniku schopnou proniknout do světa nanorozměrů v oboru od 0,1 do 100 miliardtin metru. S takovým přístrojem – s tzv. řádkovacím tunelovým mikroskopem (STM) – přišli o rok později inženýři Gerd Binning a Heinrich Rohrer v amerických laboratořích IBM. V osmdesátých letech k nim přibyl mikroskop atomárních sil AFM.

Fotogalerie (6)
Za objev fullerenů (kulovitých molekul s nejpevnější vazbou atomů uhlíku) získali roku 1996 Nobelovu cenu R. Smalley, R. Curl a H. Krotoo

Tunelový mikroskop splnil to, co Feynman předpověděl

Oba mikroskopy s fascinující přesností umožnily nejen pozorovat, ale i přemisťovat jednotlivé atomy a molekuly – a tedy měnit atomovou mřížku a tím i vlastnosti nejrůznějších materiálů. Roku 1990 se s tunelovým mikroskopem podařilo Donu Eiglerovi přinutit 35 atomů xenonu, aby vytvořily logo IBM. Fotografie z nanosvěta oběhla světem ve stínu bouřlivé „kompjuterizace“, nástupu internetu a genetického inženýrství. Lákavou představu nanotechnologické revoluce, která přijde s miniaturními umělými systémy – ať již stroječky, nanoroboty nebo člověkem stvořenými umělými živými systémy – šířil v té době další americký fyzik K. E. Drexler. V knize „Stroje stvoření – nástup éry nanotechnologií" propagátor tzv. molekulární nanochemie předpověděl, že nanosystémy, neboli „assemblers", dokáží postavit z molekul vše podle předem stanovaných programů, dokonce i živé produkty schopné reprodukce, vzájemné komunikace a sebezdokonalování. Fyzikové v té době zatím zmenšovali tloušťku hradel křemíkových tranzistorů ze stovek nanometrů na dnešní desítky a tím miniaturizovali elektroniku a procesory počítačů.

Fullereny a nanotrubice dávají materiálům supervlastnosti

Vědci v oblasti chemie (zejména pozdější nositelé Nobelovy ceny Angličan H. Krotoo a Američan R. Smally) otevřeli začátkem 90. let éru nanochemie objevem tzv. fullerenů s uspořádáním atomů uhlíku C60 a C70 ve tvaru fotbalového míče. Pojmenovali je podle podobné struktury, jaké v té době používal ve stavebnictví slavný americký architekt Buckminster Fuller. Roku 1991 kontrovali Japonci objevem uhlíkových nanotrubic s mechanickou pevností až stokrát převyšující ocel a skvěle vedoucích elektřinu i teplo. Otevřeli tak cestu k razantní miniaturizaci výpočetní a telekomunikační techniky, i k vývoji baterií s extrémní kapacitou, které mohou urychlit rozvoj elektromobility. Objevem tzv. kvantových teček (quantum dots) se otevřela cesta pro rozvoj optoelektroniky, která dnes přichází s dokonalejší náhradou tranzistorů a LED-diod i detektorů, reagujících třeba jen na jediný dopadající foton. Započal se vývoj revolučních světelných zdrojů nebo kvantových počítačů.

Společenský dosah nanotechnologií

Mezi největší propagátory nanotechnologie patří i prezident Clinton, který prosadil a podporoval roku 2000 založení Národní nanotechnologické iniciativy NNI jako státní priority. Na to řada světových velmoci reagovala podobnými kroky.

Na přelomu do 21. století, když se nanotechnologie začaly prosazovat do genomiky, medicíny k ničení rakovinových buněk, k cílenému transportu léčiv nebo například i k využití v oblasti kostních implantátů, vyhlásila Evropská komise z obavy před zdravotními i etickými riziky zejména v oblasti biotechnologií roku 2008 zásady odpovědného výzkumu v oblasti nanotechnologií a nanověd vůbec.

Nanotechnologické produkty už i u nás v prodeji

Nanotechnologie v současné době rychle pronikají do všech oblastí vědy a techniky. V praktickém denním životě z nich začínáme profitovat i u nás. Jako například z objevu samočistících povrchů W. Barthlottem, který roku 1996 dokázal okopírovat vlastnosti lotosového květu. Hydrofobní vlastnosti supertenkých vrstviček nanomateriálů, prodávaných např. i jako spreje, zabraňují znečištění oken a fasád, autoskel a brýlí, impregnují prádlo i oděvy a šetří tak čas i peníze. Nanovlákenné vrstvy a nátěry, které letos nabízejí už i naši výrobci, dají stavbám optimální tepelnou a zvukovou izolaci, umí čistit vzduch i vodu a ozdravit a zpříjemnit život. K pokrokům a novinkám interdisciplinární nanotechniky se budeme na stránkách 3pólu zřejmě vracet stále častěji.

Jan Tůma
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Nový obor Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT

Připravit odborníky na bezpečnost a současně zabezpečení jaderných zařízení ve všech jejích ohledech je hlavní cíl nového doktorského studijního programu Fakulty jaderné ...

Vytiskněte si vlastní jaderný reaktor

Jak se pohyb větru přenáší z listů větrné elektrárny na turbínu, co se skrývá uvnitř jaderného reaktoru, nebo jak se chová pára v parogenerátoru.

Desítky slunečních elektráren po celé České republice otevírají své brány

Více než dvě desítky solárních elektráren po celé České republice se v týdnu od 20. září zpřístupní veřejnosti.

Nejvýše položený reaktor

V Bolívijském El Alto v nadmořské výšce 4 000 metrů se začal stavět výzkumný reaktor, který budenejvýše položeným jaderným objektem na světě.

Start 35. ročníku korespondenčního semináře FYKOS

Zajímá Tě fyzika a přidružené přírodní vědy? Rád přemýšlíš o původu a fungování různých přírodních a fyzikálních jevů na Zemi i ve vesmíru?

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail