Нанотехнология

Нанотехнология е област от приложните науки, а също така и висока технология, която покрива широк диапазон от теми, но основната обединяваща тема е контрол над веществото на микроскопично ниво при размери по-малки от 1 микрометър, както и създаването на устройства на такова ниво съизмерими с размера на молекулите.

Представката нано в думата нанотехнология означава “една милиардна”. Разбира се като една милиардна от метъра, т. е. нанометър. Обект на нанотехнологията е изучаването и манипулирането на различни наноразмерни материали наречени още наноматериали.

Поради самата разлика на този мащаб от нормалните ежедневни размери повечето от наноматериалите (полупроводници, метали и др.) притежават характерни физико-химични свойства, които са различни от тези на същите материали при традиционната им употреба. Точно тези различни свойства учените използват за създаване на нови устройства, прибори, технологии, методи за диагностика и лечение в медицината и др. Нанотехнологията е сравнително нова област, която е все още в начален стадий на развитие.

За пръв път терминът е използван през 1959 г., когато известният американски физик Ричард Файнман изнася своята лекция "Има достатъчно много място на дъното" или "На дъното има твърде много място" (There’s Plenty of Room at the Bottom), станала по-късно класическа и често цитирана. Той показва, че принципите на физиката не противоречат на опитите нещата да се управляват атом по атом, стига да са налице необходимите инструменти.

Актуални обекти на изследвания и приложения в нанотехнологиите са квантови точки (наноразмерни полупроводници), въглеродни нанотръби, фулерени, нанокомпозитни материали за високите технологии, метални наночастици (предимно от благородни метали - злато, сребро, платина), магнитни наночастици (за диагностика вмедицината и др.), полимерни наночастици (като носители на лекарствени препарати за насочено лечение и др.), наноструктурирани керамични материали за сензори и др.

Нова интердисциплинарна научна област е бионанотехнологията (биологична нанотехнология). Тя разглежда процесите протичащи в живите организми като един вид биологична (или природна) нанотехнология. Бионанотехнологията цели внедряване на нанотехнологични решения за изучаване и управление на биологични процеси и явления.

Ново направление е и т. нар. наномедицина. Наномедицината цели внедряване на нанотехнологията в медицината чрез разработване на ефективни методи за диагностика и лечение с използване на наноматериали и нанотехнологии.

Наноматериали се използват и при производството на някои хранителни продукти, като например хранителните добавки. Все още няма адекватни методи за оценка на безопасността на наноматериалите в това отношение. Европейският парламент настоява при производството на подобни храни да се извършва специална оценка на риска и те да бъдат маркирани със специални етикети.^[1]

Наноматериали

Наноматериалите (наноразмерните материали) се наричат още нискоразмерни системи и общо се класифицират както следва:

1. Двумерни (2D) системи са тези, които имат едно наноразмерно (1-100 nm) измерение. Примери за (2D) системи са различни тънки слоеве и многослойни структури, квантови ями, и др.

2. Едномерни (1D) системи са тези, които имат две наноразмерни (1-100 nm) измерения. Примери за (1D) системи са различни линейни и верижни структури, нанотръбички, квантови жички, и др.

3. Нулеворазмерни (0D) системи са тези, които имат три наноразмерни (1-100 nm) измерения. Примери за (0D) системи са различни клъстери, колоиди, нанокристали, квантови точки, наночастици и др.