Co je nanotechnologie?

Nanotechnologie jsou vědecké, teoretické a inženýrské disciplíny spojené s technologickými konstrukcemi, jejichž rozměry jsou měřeny v nanometrech nebo miliardtinách metru. Příkladem by bylo studium a aplikace uhlíkových nanotrubic, malých zkumavek s uhlíkem o délce několika nanometrů (přibližně 1/50 000. šířky lidského vlasu), s délkami v rozmezí od několika desítek nanometrů do několika milimetrů. Uhlíkové nanotrubice jsou nejsilnějším a nejpevnějším materiálem dosud objeveným na Zemi, 500krát silnější a desetkrát lehčí než ocel.

Abychom ocenili hodnotu nanotechnologií, musíme si uvědomit, že prakticky všechny technologie v dějinách civilizace byly postaveny v naprosté neznalosti jejích nanočástic. Tyto vlastnosti však mají obrovský vliv na objemové vlastnosti materiálu v makrozměně. Například moderní kovová brnění mají obecně biliony malých otvorů v nanoměrech a deformace v nich v důsledku nepřesnosti výrobního procesu. V souhrnu tyto drobné otvory znatelně snižují pevnost materiálu, což usnadňuje proniknutí střelou nebo výbuchem. Pokud by byl pancíř vyroben s přesností na nanočástice, bylo by možné jej několikrát zefektivnit. Studium takových vlastností spadá do oblasti nanotechnologií.

Kromě práce na tom, jak udělat sypké materiály silnějšími nebo užitečnějšími, se nanotechnologie zaměřuje také na drobné stroje nebo struktury. Například tranzistory v počítači, který právě používáte, jsou od sebe pravděpodobně menší než 50 nanometrů, jejichž účelem je maximalizovat jejich dostupný prostor. V blízké budoucnosti se návrhy obvodů začnou tlačit proti limitům miniaturizace pomocí současného paradigmatu a nutí přechod k jinému přístupu. Vědci v nanotechnologii to přesně studují a každoročně se do pole vylévají miliardy dolarů.

Konečným cílem nanotechnologie je precizní kontrola struktury hmoty. Díky špičkovému nanotechnologickému výrobnímu zařízení bylo možné přeměnit nečistoty na jemné steaky pomocí sítí manipulátorů s nanočásticemi, které uspořádaly molekuly uhlíku do vhodného vzoru. Atomy v obou jsou stejné - hodně uhlíku - pouze jejich uspořádání je jiné. Pokročilá nanotechnologie nám může umožnit konstrukci zdravotnických prostředků s nanorozměrem, které plavou našimi tepnami, odstraňují plak a opravují poškození tkáně. Takové stroje nám jednoho dne umožní žít neomezeně dlouho, jednoduše opravou škod způsobených stárnutím dříve, než bude mít šanci se hromadit a stát se fatálními.