Nanomedžiagų ir nanotechnologijų istorija
Nanomedžiagos gamtoje egzistavo gerokai prieš tai, kai mokslininkai net galėjo įsivaizduoti jas esant. Tačiau nanotechnologijos ir nanomedžiagų mokslo istorija yra gana trumpa.
Norint valdyti tokią mažą medžiagą, reikėjo derinti daugybės sričių, pvz., fizikos, chemijos, biologijos ir medžiagų mokslo, žinias.
Natūralios nanomedžiagos
Mūsų planeta yra svarbus natūralių nanomedžiagų šaltinis. Ugnikalniai, gamtos gaisrai, dulkių audros ir jūros druska yra natūralūs procesai, kurių metu sukuriamos nanomedžiagos. Daugybė nanostruktūrų esama augaluose, vabzdžiuose ir net žmonėse. Pavyzdžiui, lotoso lapai valosi savaime ir yra atsparūs vandeniui dėl savo nanostruktūrų. Mūsų kaulus taip pat sudaro nanostruktūros mineralai. Net ir pati svarbiausia mūsų kūno medžiaga, DNR, yra nanomedžiaga.
Nanomedžiagų yra ir kitose visatos vietose, pvz., kosmoso ir mėnulio dulkėse, jų taip pat rasta į žemę nukritusiuose meteorituose.
Nanomedžiagos antikiniais laikais
žmonės nanomedžiagas naudojo daugiau nei 4 000 metų visiškai nesuprasdami mokslo apie šias medžiagas.
Daugumoje molio mineralų, kurie tūkstančius metu naudojami, pvz., statybose, medicinoje ir mene, yra natūralių nanomedžiagų.
Naujausia mokslinė analizė taip pat parodė, kad senovės Egipte švino pagrindu pagamintuose plaukų dažuose buvo sintetintų švino sulfido nanokristalų.
Keletas istorinių artefaktų išlaikė savo grožį būtent dėl nanomedžiagų. „Lycurgus“ taurė yra IV amžiaus stiklinė taurė iš Romos, kurioje yra aukso ir sidabro nanodalelių, kurios keičia spalvą priklausomai nuo apšvietimo. Daugumoje viduramžių laikų bažnyčių randami vitražiniai langai išlaikė ryškias spalvas būtent dėl stikle esančių nanomedžiagų.
Nanotechnologija: šiuolaikinis mokslas
1959 m. fizikas Richardas Feynmanas nustatė mokslinius nanomedžiagos revoliucijos pagrindus. Jis iškėlė prielaidą, kad dalelę būtų įmanoma valdyti pavienių atomų lygmeniu ir suformulavo du pasaulinius uždavinius.
Pirmasis uždavinys buvo sukurti mažą, bet veikiantį elektros variklį, kurio darbinis tūris būtų tik 1/64 kubinių colių, o antrasis uždavinys buvo sukurti knygos puslapio miniatiūrą pagal mastelį 1/25000, kad visą „Britannica“ enciklopediją būtų galima padėti ant smeigtuko galvutės. Abu uždavinius pavyko įgyvendinti po 26 metų, tačiau šis sugalvotas eksperimentas tapo įkvėpimu kurti naują mokslo sritį.
Nuo to laiko įvyko keletas mokslinių atradimų, po kurių buvo paskelbta daugybė mokslinių publikacijų, rinkai pateikta daugybė produktų ir įteiktos trys Nobelio premijos, susijusios su darbu nanomokslo ir nanotechnologijų srityje.
- 1996 m. Nobelio premija chemijos srityje įteikta už fulerenų atradimą, po kurio paaiškėjo, kad anglis gali egzistuoti anksčiau nežinoma forma, sudarė sąlygas atrasti anglies nanovamzdžius.
- 2010 m. Nobelio premija fizikos srityje įteikta už grafeno tyrimus. Grafenas yra tik vieną atomų sluoksnį turinti medžiaga, kuri gali būti panaudota, pvz., lankstiems elektronikos įrenginiams, energijos ir biomedicininiams prietaisams, ir
- 2016 m. Nobelio premija chemijos srityje įteikta už molekulinių mašinų kūrimą. šios mašinos gali padėti miniatiūrizuoti ir kurti naujas medžiagas.
Bet kokio naujo mokslo ar technologijos plėtra suteikia visuomenei galimybių, tačiau ir kelia riziką. Būtent visuomenė, įskaitant piliečius, mokslininkus, vyriausybes ir įmones, susitaria dėl to, kaip geriausiai sukurti tokias technologijas kartu kuo labiau sumažinant riziką mums ir aplinkai.