European Observatory for Nanomaterials

Наноматериалите са съществували в природата много преди учените дори да са в състояние да си ги представят. Историята на науката за нанотехнологиите и наноматериалите обаче е сравнително кратка.

За да се борави с материя в толкова малък мащаб, трябва да бъдат комбинирани знанията от много области, например физика, химия, биология и науки за материалите.

Естествени наноматериали

Нашата планета е важен източник на естествени наноматериали. Вулканите, горските пожари, пясъчните бури и морските пръски са естествени процеси, които създават наноматериали. Растенията, насекомите и дори хората също съдържат много наноструктури. Например листата на лотоса могат сами да се почистват и отблъскват водата благодарение на своите наноструктури. Костите ни също са съставени от нано структурирани минерали. Дори най-фундаменталният градивен блок на нашия живот, нашето ДНК, е наноматериал.

Наноматериалите се намират и на други места във Вселената, например в космическия и лунен прах, а също така са открити и в метеорити, които са паднали на Земята.

Наноматериалите в древната история

Хората използват наноматериали повече от 4000 години, без да разбират напълно свойствата им.

Много глинени минерали съдържат естествени наноматериали и са били използвани в продължение на хиляди години, например в строителството, медицината и изкуството.

Скорошен научен анализ също така показа, че боята за коса на основата на олово, използвана в древен Египет, съдържа синтезирани нанокристали на оловен сулфид.

Няколко исторически артефакта дължат красотата си на наноматериалите. Чашата на Ликург, римска стъклена чаша от 4-и век, съдържа златни и сребърни наночастици, които променят цвета си в зависимост от светлината. Оцветените стъклени прозорци на много средновековни църкви също имат блестящи цветове благодарение на наноматериалите в стъклото.

Нанотехнологията: съвременна наука

През 1959 г. физикът Ричард Фейнман полага научните основи на революцията на наноматериалите. Той предполага, че е възможно да се борави с материята на ниво отделни атоми и изправя света пред две предизвикателства.

Първото е да се изгради малък, но работещ електрически мотор, който е само 1/64 кубични инча, а второто е да се миниатюризира страницата на една книга до мащаб от 1/25 000, достатъчен, за да се побере цялата Енциклопедия Британика на върха на игла. Отнема 26 години, за да бъдат изпълнени и двете предизвикателства, но този мисловен експеримент вдъхновява развитието на нова научна област.

Оттогава има няколко научни открития, в резултат на които се публикуват безброй научни статии, много продукти се пускат на пазара, има и три Нобелови награди, присъдени за постижения в областта на нанонауката и нанотехнологиите.

• Нобеловата награда за химия за 1996 г. — откриването на фулерените, което показва, че въглеродът може да съществува в нова неизвестна дотогава форма, направи възможно откриването на въглеродните нанотръби;
• Нобеловата награда за физика за 2010 г. — проучвания върху графен, материал с дебелина от само един атомен слой, който може да се използва например за гъвкави приложения в областта на електрониката, енергетиката и биомедицината;
• Нобеловата награда за химия за 2016 г. — разработване на молекулярни машини, които могат да доведат до повече миниатюризация и разработване на нови материали.

Развитието на всяка нова наука или технология крие както надежди, така и рискове за обществото. От обществото, включително гражданите, учените, правителствата и бизнеса, зависи да се споразумеят за най-добрия начин за разработване на такива технологии, като същевременно се минимизират рисковете както за хората, така и за околната среда.