História nanomateriálov a nanotechnológie
Nanomateriály existovali v prírode už dávno predtým, ako si to vedci dokázali vôbec predstaviť. História vedy o nanotechnológii a nanomateriáloch je však relatívne krátka.
Na spracovanie hmoty na takej malej úrovni je nutné skombinovať poznatky z mnohých oblastí, ako je fyzika, chémia, biológia a veda o materiáloch.
Prírodné nanomateriály
Naša planéta je dôležitým zdrojom prírodných nanomateriálov. Činnosť sopiek, lesné požiare, piesočné búrky a morský sprej sú prírodné procesy, ktoré vytvárajú nanomateriály. Rastliny, hmyz a dokonca ľudia majú v sebe množstvo nanoštruktúr. Napríklad listy lotosu majú schopnosť samočistenia a sú hydrofóbne vďaka svojim nanoštruktúram. Naše kosti sú tiež zložené z nanoštruktúrovaných minerálov. Dokonca aj najdôležitejší stavebný kameň našich životov, naša DNA, je nanomateriál.
Nanomateriály sú tiež v celom vesmíre, napríklad v kozmickom a mesačnom prachu, a našli sa tiež v meteoritoch, ktoré dopadli na zem.
Nanomateriály v starovekých dejinách
Ľudia používajú nanomateriály viac než 4 000 rokov bez toho, aby úplne pochopili ich vedecké pozadie.
Množstvo ílovitých minerálov obsahuje prírodné nanomateriály a používajú sa tisícky rokov napríklad v stavebníctve, medicíne a umení.
Nedávna vedecká analýza tiež preukázala, že farba na vlasy na báze olova používaná v starobylom Egypte obsahovala syntetizované nanokryštály sulfidu olovnatého.
Niektoré historické artefakty vďačia svojej kráse nanomateriálom. Lykurgov pohár, sklenený pohár zo 4. storočia z Ríma, obsahuje zlaté a strieborné nanočastice, ktoré menia farbu podľa osvetlenia. Z okien s farebným sklom, ktoré sa nachádzajú v mnohých stredovekých kostoloch, sálajú žiarivé farby vďaka nanomateriálom vnútri skla.
Nanotechnológia: moderná veda
Fyzik Richard Feynman položil v roku 1959 vedecké základy revolúcie v oblasti nanomateriálov. Tvrdil, že bude možné spracúvať hmotu na úrovni jednotlivých atómov a stanovil svetu dve výzvy.
Prvou bolo postaviť malý, ale funkčný elektrický motor, ktorý má len 1/64 kubického palca, a druhou bolo zmenšiť stránku knihy na mierku 1/25000, čo postačuje na to, aby sa celá encyklopédia Encyclopaedia Britannica zmestila na špendlíkovú hlavičku. Prešlo 26 rokov, kým sa obe výzvy splnili, ale tento myšlienkový experiment inšpiroval k rozvoju nového vedeckého odvetvia.
Odvtedy došlo k niekoľkým vedeckým objavom, ktoré viedli k zverejneniu nespočetných vedeckých prác, zavedeniu množstva produktov na trh a udeleniu troch Nobelových cien za prácu v nanovede a nanotechnológii.
- Nobelova cena za chémiu v roku 1996 – objav fullerénov, ktorý preukázal, že uhlík existuje v novej, predtým neznámej forme, umožnil objaviť uhlíkové nanorúrky,
- Nobelova cena za fyziku v roku 2010 – štúdie o graféne, materiáli s hrúbkou jednoatómovej vrstvy, ktorý sa dá použiť napríklad pre flexibilné elektronické, energetické a biomedicínske aplikácie, a
- Nobelova cena za chémiu v roku 2016 – vývoj molekulárnych strojov, ktorý môže viesť k väčšej miniaturizácii a vývoju nových materiálov.
Rozvoj nových vedných odvetví a technológií prináša so sebou pre spoločnosť prísľuby aj riziká. Je na spoločnosti, vrátane občanov, vedcov, vlád a podnikov, aby sa dohodla na najlepšom spôsobe vývoja takýchto technológií pri súčasnej minimalizácii rizík pre nás aj životné prostredie.
EU Privacy Disclaimer
Táto webová lokalita využíva súbory cookies, aby sme vám zabezpečili najlepšie používateľske prostredie na našich webových stránkach.