Co to jest nanotechnologia?
Nanotechnologia to dyscypliny naukowe, teoretyczne i inżynieryjne związane z konstruktami technologicznymi, których wymiary są mierzone w nanometrach lub miliardowych częściach metra. Przykładem może być badanie i zastosowanie nanorurek węglowych, maleńkich rurek węglowych o długości kilku nanometrów (około 1/50 000th szerokości ludzkiego włosa) o długości od kilkudziesięciu nanometrów do kilku milimetrów. Nanorurki węglowe są najsilniejszym i najsztywniejszym jak dotąd odkrytym materiałem na Ziemi, 500 razy silniejszym i dziesięć razy lżejszym niż stal.
Aby docenić wartość nanotechnologii, należy zdać sobie sprawę, że praktycznie cała technologia w historii cywilizacji została skonstruowana z całkowitą ignorancją jej nanoskalowych właściwości. Jednak te właściwości mają ogromny wpływ na charakterystykę objętościową materiału w makroskali. Na przykład nowoczesne metalowe pancerze mają na ogół tryliony małych nanoskalowych otworów i deformacji, z powodu niedokładności procesu produkcyjnego. Podsumowując, te małe dziury znacznie zmniejszają wytrzymałość materiału, ułatwiając penetrację pociskiem lub podmuchem. Gdyby zbroja została wyprodukowana z dokładnością do nanoskali, mogłaby być kilkakrotnie bardziej skuteczna. Badanie takich właściwości należy do dziedziny nanotechnologii.
Oprócz prac nad tym, jak uczynić materiały sypkie mocniejszymi lub bardziej użytecznymi, nanotechnologia koncentruje się również na małych maszynach lub konstrukcjach. Na przykład tranzystory w komputerze, z którego teraz korzystasz, są prawdopodobnie oddalone od siebie o mniej niż 50 nanometrów, zaprojektowane w celu zmaksymalizowania dostępnej przestrzeni. W najbliższej przyszłości projekty obwodów zaczną przekraczać granice miniaturyzacji przy użyciu obecnego paradygmatu, zmuszając do przejścia na inne podejście. Naukowcy zajmujący się nanotechnologią dokładnie to badają, a miliardy dolarów trafiają na te pola każdego roku.
Ostatecznym celem nanotechnologii jest precyzyjna kontrola struktury materii. Dzięki najnowocześniejszemu nanotechnologicznemu urządzeniu produkcyjnemu można przekształcić brud w drobne steki, używając sieci manipulatorów w skali nano, które zmieniają układ cząsteczek węgla w odpowiedni sposób. Atomy w obu są takie same - dużo węgla - tylko ich rozmieszczenie jest inne. Zaawansowana nanotechnologia może pozwolić nam na budowę nanoskalowych urządzeń medycznych przepływających przez nasze tętnice, usuwających płytkę nazębną i naprawiających uszkodzenia tkanek. Takie maszyny mogą kiedyś pozwolić nam żyć w nieskończoność, po prostu naprawiając szkody spowodowane starzeniem się, zanim będzie to miało szansę na nagromadzenie się i śmierć.