Med nanoteknologi kan atomer og molekyler settes sammen til helt nye materialer. Det kan endre hverdagen din.
Takket v?re den nye teknologien blir det mulig for legene ? unders?ke deg fra innsiden. Nanoroboter vil kunne operere skader inne i kroppen din, og nanopartikler skal kunne levere medisiner til de cellene som trenger det.
Teknologien blir ogs? viktig for hydrogenbiler, fornybar energi, energieffektive boliger og i moderne datamaskiner.
Allerede i dag bruker man nanopartikler i solkrem, i medisinske kontrastmidler, i billakk for ? hindre riper og i t?y for at skitten skal prelle av.
Sm?tt
Nanoteknologi kan defineres p? en rekke m?ter. En av definisjonene er at alt under 100 nanometer er nanovitenskap.
Hundre nanometer er s? lite som en titusendels millimeter. Et h?rstr? er hundre ganger bredere.
– Det rare er at n?r man binder sammen partikler p? nanoniv?, s? endrer egenskapene seg og det oppst?r uventete fenomener. Det gjelder b?de mekanisk styrke, evnen til ? lede varme, de elektriske, magnetiske og optiske egenskapene og evnen til ? aksellerere kjemiske reaksjoner. Gjennom nanoteknologi kan man derfor oppdage nye materialer som kan f?re til ny teknologi og ny ?konomi, p?peker professor Helmer Fjellv?g p? Senter for materialvitenskap og nanoteknologi ved Universitetet i Oslo.
Mye av utviklingen skjer i grenseflaten mellom nano- og materialvitenskap, der man kombinerer nanomaterialer med andre materialer.
Uventet
Egenskapene til nanomaterialer kan ikke forklares med de vanlige fysiske lovene som styrer verden rundt oss. Egenskapene m? forklares med kvantemekanikk. N?r ting blir veldig sm?, vil en sv?rt stor andel av atomene v?re p? overflaten. Da forholder elektronene seg til hverandre p? en annen m?te. Noen av egenskapene oppst?r n?r nanopartiklenes overflater kommer s? n?r hverandre at egenskapene blir dominert av forholdet mellom dem.
Nanoteknologiske materialer og komponenter kan bygges opp ved ? sette sammen sm? deler til st?rre komponenter p? en kontrollert m?te. Da f?lger man kjemikernes syntesetiln?rming. Materialene kan ogs? fremstilles ved ? forminske. Da f?lger man fysikernes tradisjonelle tiln?rming til miniatyrisering.
– Nanoteknologien kan defineres som m?tepunktet der kjemien bygger opp noe p? en kontrollert m?te og der fysikken reduserer st?rrelsen p? komponentene sine, forteller professor Truls Norby ved Senter for materialvitenskap og nanoteknologi p? Universitetet i Oslo.
Det er nettopp i denne st?rrelsesorden at de biologiske molekylene i menneskekroppen har funksjonene sine.
– Nanoteknologi kan derfor, etter hvert, smelte sammen med bioteknologi og medisin, sier Norby.
– Ved hjelp av nanoteknologi blir det mulig ? designe strukturer som kan binde spesielle celler, proteiner og aminosyrer, for ? sette i gang nye reaksjoner i cellen.
Norby mener bionanoteknologi vil bygge bro mellom biologi, medisin, kjemi og fysikk og kunne gi revolusjonerende resultater innen medisinsk behandling og farmakologi.
Med nanoteknologi kan man ogs? forme enkelte molekylstrukturer, atom for atom, p? en kontrollert m?te. Slikt er ikke mulig i tradisjonell kjemi. N?r kjemikerne produserer syntetiske stoffer, kan de ikke v?re sikre p? at hvert enkelt molekyl er riktig. De kan bare gi en statistisk beskrivelse av de syntetiske molekylene.
Kvantedatamaskin
Nanoteknologien vil ogs? endre dataindustrien.
– Vi stiller stadig st?rre krav til raskere datamaskiner og bedre lagringskapasitet. Vi m? bygge komponenter som har st?rre ytelse enn i dag. Dette er basert p? gjennombrudd i materialteknologi. Da m? vi forst? hvordan materialer blir oppbygd p? atomniv? i hverdagselektronikken, sier Truls Norby.
Han taler varmt for kvantedatamaskinen. Da gjelder det ? lage s? sm? transistorer som mulig. Fysikerne har klart ? lage transistorer som fungerer med ett elektron om gangen.
Atombryter
Truls Norby hadde for noen ?r siden ideen til hvordan man kunne lage denne transistoren kjemisk, men japanerne tok innersvingen. De har n? laget en atombryter. Man legger s?lvsulfid mellom en s?lvtr?dleder og en platinaleder. N?r str?mmen sl?s p?, vil ett og ett s?lvsulfidmolekyl endres til s?lv- og svovelatomer. Da bygges det en spiss av s?lvatomer gjennom s?lvsulfidlaget og opp til platinalederen. N?r det siste atomet legges p?, ledes str?m hele veien. Da kan man sl? av og p? str?mmen ved ? sl? av og p? det siste atomet.
– Det gj?r det mulig ? sl? str?mmen av og p? en million ganger i sekundet. Det betyr at man bare trenger en ladning p? ett elektron for ? skru bryteren av eller p?. Det er en milliondel ganger mindre enn en vanlig transistor bruker.
Truls Norby er i fistel:
– Det er morsomt at elektrokjemikere kanskje kan lage enda mer energieffektive IT-systemer enn fysikere. I 2025 kan dette bli en vanlig del av IT-teknologien. Det betyr at fremtidens datamaskiner kan bruke mye mindre str?m. Da trengs det ogs? langt mindre kj?ling.
Etteraper naturlig magnet
Norges geologiske unders?kelser (NGU) forsker p? helt spesielle magnetiske nanomaterialer. I visse bergarter fins det noen sterke magnetiske anomalier, som ikke kan forklares p? enkelt vis. Naturen har brukt hundrevis av millioner ?r for ? utvikle disse spesielle mineralene, som gir opphav til uvanlig magnetisme. Universitetet i Oslo skal n?, i 澳门葡京手机版app下载 med NGU, gjenskape disse mineralene kunstig med nanotynne filmer. ?n idé er ? bruke disse materialene til ? lese magnetisk lagret informasjon.
– Dette er avansert nanoteknologi, bygd p? atomniv?, forteller Helmer Fjellv?g.