European Observatory for Nanomaterials

Nanomaterialele existau în natură cu mult timp înainte să existe în imaginația oamenilor de știință. În schimb, istoria științei care stă la baza nanotehnologiei și a nanomaterialelor este una relativ recentă.

Pentru a manipula materia la o scară atât de mică a fost necesar să se combine cunoștințe din numeroase domenii, de exemplu din fizică, chimie, biologie și știința materialelor.

Nanomaterialele naturale

Planeta noastră este o sursă importantă de nanomateriale naturale. Erupțiile vulcanice, incendiile de vegetație, furtunile de nisip și spargerea valurilor, care generează aerosoli, sunt procese naturale care creează nanomateriale. Plantele, organismul insectelor și chiar al oamenilor conțin, de asemenea, numeroase nanostructuri. De exemplu, petalele florilor de lotus resping apa și murdăria datorită nanostructurilor pe care le conțin, iar oasele noastre sunt compuse din minerale nanostructurate. Chiar și constituentul fundamental al vieților noastre, ADN-ul, este un nanomaterial.

Se găsesc nanomateriale și în alte părți ale universului, de exemplu în praful cosmic și în cel lunar, și au fost descoperite în meteoriții care au aterizat pe Terra.

Nanomaterialele în istoria antică

Oamenii folosesc nanomateriale de peste 4 000 de ani fără să înțeleagă pe deplin știința care face posibilă existența lor.

Multe minerale argiloase conțin în mod natural nanomateriale și se folosesc de mii de ani, de exemplu în construcții, în medicină și în artă.

Analize științifice recente au demonstrat, de asemenea, că vopseaua de păr pe bază de plumb folosită în Egiptul Antic conținea nanocristale sintetizate din sulfură de plumb.

O serie de vestigii istorice datorează frumusețea lor nanomaterialelor. Cupa lui Licurg, un potir de sticlă roman datând din secolul IV, conține nanoparticule de aur și argint care își schimbă culoarea în funcție de lumină. La rândul lor, vitraliile multor biserici medievale strălucesc în culori vii datorită nanomaterialelor din compoziția sticlei.

Nanotehnologia: o știință modernă

În 1959, fizicianul Richard Feynman a pus bazele științifice ale revoluției nanomaterialelor. El a sugerat că este posibilă manipularea materiei la nivel de atom individual și a lansat către lume două provocări.

Prima era aceea de a construi un motor electric minuscul, dar funcțional, care să măsoare doar 1/16 centimetri cubi, iar a doua era aceea de a miniaturiza o pagină de carte la scara de 1/25 000, astfel încât întreaga Encycopaedia Britannica să poată încăpea pe vârful unui ac. A durat 26 de ani până când ambele provocări au fost îndeplinite, dar acest exercițiu de imaginație a inspirat dezvoltarea unui nou domeniu științific.

De atunci și până astăzi au avut loc o serie de descoperiri științifice, încununate cu publicarea a nenumărate lucrări științifice, cu plasarea a numeroase produse pe piață și cu decernarea a trei premii Nobel pentru activități în domeniul nanoștiinței și al nanotehnologiei.

• Premiul Nobel pentru chimie 1996 – descoperirea fullerenelor, care au demonstrat posibilitatea existenței carbonului într-o formă necunoscută până atunci și au făcut posibilă descoperirea nanotuburilor de carbon;
• Premiul Nobel pentru chimie 2010 – studiile asupra grafenului, un material având grosimea unui singur strat de atomi care poate fi folosit, de exemplu, în electronice flexibile sau în aplicații energetice și biomedicale; și
• Premiul Nobel pentru chimie 2016 – realizarea unor mașini moleculare cu ajutorul cărora se pot realiza miniaturizări superioare celor deja obținute și se pot dezvolta materiale noi.

Apariția oricărei științe sau tehnologii noi aduce cu sine atât promisiuni, cât și riscuri pentru societate. Este datoria societății, adică a cetățenilor, a oamenilor de știință, a guvernelor și a întreprinderilor să se pună de acord asupra celui mai bun mod de dezvoltare a acestor tehnologii, limitând în același timp la maximum riscurile pentru noi și pentru mediu.