European Observatory for Nanomaterials

Nanomaterialer har eksisteret i naturen, længe før forskerne overhovedet kunne forestille sig deres eksistens. Videnskaben bag nanoteknologi og nanomaterialer er dog af relativt nyere dato.

For at kunne manipulere med stoffer på så lille en skala har det været nødvendigt at kombinere viden fra mange forskellige felter, f.eks. fysik, kemi, biologi og materialevidenskab.

Naturlige nanomaterialer

Vores planet er en vigtig kilde til naturlige nanomaterialer. Vulkaner, naturbrande, støvstorme og havsprøjt er naturlige processer, der skaber nanomaterialer. Planter, insekter og endog mennesker indeholder også mange nanostrukturer. Eksempelvis er lotusblomstens blade selvrensende og vandafvisende på grund af deres nanostrukturer. Vores knogler består også af nanostrukturerede mineraler. Selv den mest grundlæggende byggeklods i vores liv, nemlig dna'et, er et nanomateriale.

Nanomaterialer findes også andre steder i universet, f.eks. i rum- og månestøv, og de er også fundet i meteoritter, der er landet på jorden.

Nanomaterialer i gammel tid

Mennesket har brugt nanomaterialer i mere end 4.000 år uden helt at forstå videnskaben bag.

Mange lermineraler indeholder naturlige nanomaterialer og har været brugt i tusinder af år, f.eks. i byggeri, medicin og kunst.

Nylige videnskabelige analyser har også påvist, at blybaserede hårfarver, der blev anvendt i det gamle Egypten, indeholdt syntetiske blyglans-nanokrystaller.

Flere historiske artefakter er smukke på grund af nanomaterialer. Lycurgus-bægeret, der er et romersk glasbæger fra det 4. århundrede, indeholder guld- og sølvnanopartikler, som ændrer farve afhængigt af belysningen. De farvede glasvinduer, der ses i mange middelalderkirker, fremstår også meget farverige som følge af nanomaterialer i glasset.

Nanoteknologi, en moderne videnskab

I 1959 skabte fysikeren Richard Feynman det videnskabelige grundlag for nanomateriale-revolutionen. Han foreslog, at det ville være muligt at manipulere stof på niveau med de enkelte atomer og præsenterede verden for to udfordringer.

Den første udfordring var at bygge en meget lille, men fungerende elmotor, der kun er 1/64 kubiktomme stor, og den anden var at reducere en bogside til en størrelse på 1/25 000, så hele den britiske encyklopædi ville kunne placeres på et knappenålshoved. Det tog 26 år, før begge udfordringer var løst, men dette tankeeksperiment inspirerede udviklingen af et nyt videnskabeligt felt.

Siden er der sket flere videnskabelige gennembrud, der har medført offentliggørelsen af utallige videnskabelige artikler, lanceringen af mange produkter og tildelingen af tre Nobelpriser for arbejde inden for nanovidenskab og nanoteknologi.

• 1996 – Nobelprisen i kemi: Opdagelse af fullerener, der viser, at kulstof kan eksistere i en ny og hidtil ukendt form, og som gjorde det muligt at opdage kulstofnanorør
• 2010 – Nobelprisen i fysik: Studier af grafen, der er et materiale, som består af kun ét lag atomer, og som f.eks. kan anvendes til fleksibel elektronik og energi- og biomedicinapplikationer
• 2016 – Nobelprisen i kemi: Udvikling af molekylære maskiner, der kan føre til mere miniaturisering og udvikling af nye materialer.

Udviklingen af enhver ny viden eller teknologi medfører både fordele og risici for samfundet. Det er op til samfundet, herunder borgere, forskere, regeringer og virksomheder, at aftale, hvordan man bedst udvikler sådanne teknologier, samtidig med at man minimerer risici for både mennesker og miljø.