Od nanovědy k nanotechnologii: Od nanotechnologií k nanotechnologiím: dopad a rozdíly

Nanověda a nanotechnologie jsou dvě vzájemně propojené oblasti, které zkoumají jedinečné vlastnosti materiálů v nanorozměrech. Materiály v tomto měřítku vykazují vlastnosti a chování, které se liší od vlastností a chování ve vyšších měřítkách, což činí nanovědu a nanotechnologii důležitými pro vytváření nových technologií a pochopení základních principů hmoty.

V tomto článku pronikneme do zajímavé oblasti nanovědy a nanotechnologie, rozebereme jejich vliv i rozdíly.

Co je nanověda?

Studium vlastností a chování materiálů v nanorozměrech se nazývá nanověda. Nanorozměry jsou založeny na nanometrech a mají rozměrový rozsah od 1 do 100 nanometrů.

Nanometr (nm) je jednotka délky, která představuje jednu miliardtinu metru neboli 0,000000001 metru. Jedná se o extrémně malou měrnou stupnici, která se často používá k charakterizaci velikosti atomů, molekul a samozřejmě nanočástic.

V tomto měřítku mají materiály velký poměr povrchu k objemu, což může způsobit změny jejich elektrických, optických a mechanických vlastností. Nanočástice mohou mít například jinou chemickou reaktivitu, optické vlastnosti a elektrickou vodivost než objemové materiály.

Nanověda je multidisciplinární obor, který zahrnuje několik vědních oborů, jako je fyzika, chemie, biologie a nauka o materiálech. Výzkumníci v této oblasti zkoumají odlišné vlastnosti materiálů v nanorozměrech a také to, jak lze tyto materiály upravovat a využívat k výrobě nových technologií. Vědci mohou měnit fyzikální, chemické, biologické a optické aspekty hmoty působením na atomární úrovni.

Jak se vyvinula nanověda?

Nanověda se postupně vyvíjela několik desetiletí a dosáhla pokroku v různých vědních oborech. V 50. letech 20. století vymyslel fyzik Richard Feynman termín "nanověda" v prezentaci nazvané "Na dně je spousta místa", v níž si představil perspektivu ovlivňování a pozorování hmoty v nanorozměrech.

Vynález technik pro pozorování a kontrolu materiálů v nanorozměrech byl zásadní součástí pokroku nanovědy. Milníkem v této oblasti byl vynález skenovacího tunelového mikroskopu Gerdem Binnigem a Heinrichem Rohrerem v roce 1981, který vědcům poprvé umožnil pozorovat jednotlivé atomy a molekuly.

Dalším významným pokrokem bylo zjištění neočekávaných fyzikálních a chemických vlastností při zmenšování materiálů do nanorozměrů. Při zmenšování materiálů se například zvyšuje poměr jejich povrchu k objemu, což způsobuje změny jejich optických, elektrických a magnetických vlastností. Toto zjištění otevřelo cestu k vytvoření nanotechnologie, jejímž cílem je vyrábět nové materiály a pomůcky manipulací s hmotou v nanorozměrech.

Jaký je dopad nanovědy?

Nanověda má zásadní vliv na řadu oblastí vědy a techniky i na celou společnost. Tato oblast výzkumu vedla k objevu a vytvoření inovativních materiálů s odlišnými vlastnostmi, jako jsou uhlíkové nanotrubičky a grafen, které mají užitečné využití v odvětvích, jako jsou letadla, automobily a sportovní vybavení.

Využití vlastností v nanorozměrech umožnilo zmenšit velikost elektronických zařízení, jako jsou počítačové čipy, což vedlo ke zvýšení výkonu, spotřeby energie a cenové dostupnosti.

Nanověda také vedla k vytvoření inovativních nástrojů pro diagnostiku nemocí a léčbu. Například systémy pro podávání léků v nanorozměrech mohou být zaměřeny na konkrétní buňky nebo tkáně, což snižuje nežádoucí účinky a zvyšuje úspěšnost léčby.

Nanověda má potenciál řešit problémy životního prostředí, včetně znečištění a změny klimatu, a také potenciál revolučně změnit výrobu a skladování energie. Materiály v nanorozměrech lze například využít k výrobě účinnějších katalyzátorů pro odstraňování znečištění.

Rozdíl mezi nanovědou a nanotechnologií

Ačkoli se názvy "nanověda" a "nanotechnologie" někdy používají podobně, existuje mezi nimi jasný rozdíl.

Nanověda je v podstatě studium principů řízení materiálů a dějů v nanorozměrech.

Zatímco nanotechnologie se týká praktických aplikací nanovědy. Zahrnuje vývoj, výrobu a použití materiálů a technologií v nanorozměrech pro specializované účely.

Nanotechnologie využívá poznatky a metody nanovědy k vytváření nových produktů, postupů a technologií v praktických aplikacích v oblastech, jako je medicína, energetika, elektronika a materiály.

Nanotechnologie často zahrnují použití nanomateriálů při vývoji nových výrobků a technologií. Chcete-li se o nanomateriálech dozvědět více, přečtěte si článek "Co jsou to nanomateriály a proč jsou důležité?".

Hlavní úspěchy v oblasti nanovědy a nanotechnologie

Nanoelektronika: Vývoj elektronických zařízení v nanorozměrech, jako jsou kvantové tečky a nanodrátky;

Letadlo: Nanokompozity umožnily vývoj lehkých a vysoce pevných materiálů pro použití v letadlech;

Zobrazování: Nanočástice lze použít jako kontrastní látky ke zlepšení zobrazovacích technik, jako je MRI, CT a ultrazvuk, což umožňuje včasnější a přesnější detekci onemocnění;

Tkáňové inženýrství: Nanomateriály lze využít k výrobě scaffoldů pro tkáňové inženýrství, které umožňují vývoj funkčních tkání a orgánů pro transplantace;

Čištění vody: Byly vytvořeny membrány a filtry na bázi nanotechnologií pro čištění vody, které umožňují účinnější odstraňování nečistot a lepší dostupnost čisté pitné vody;

Kontrola znečištění ovzduší: Nanočástice lze využít k odstranění znečišťujících látek z ovzduší, čímž se zefektivní kontrola znečištění ovzduší;

Energetická účinnost: Nanotechnologie umožnily vyrábět účinnější technologie výroby a skladování energie, jako jsou solární články a baterie;

Senzory: Nanosenzory mají vynikající citlivost a specifičnost při detekci změn fyzikálních, chemických nebo biologických signálů, což umožňuje nové případy použití v oblasti elektronického snímání a monitorování.

Jaká je budoucnost nanovědy?

Budoucnost nanovědy je nakonec velkým příslibem nových a fascinujících pokroků a aplikací v celé řadě oborů. S rozvojem nanovědy je pravděpodobné, že dojde k objevům, které budou mít zásadní vliv na společnost a svět, v němž žijeme.

Nanověda může ovlivnit mnoho oblastí vědy a techniky, od sanace životního prostředí přes výzkum potravin až po výzkum vesmíru, včetně vytváření nových materiálů s jedinečnými vlastnostmi, jako je zvýšená pevnost, vodivost nebo reaktivita.

Budoucnost nanovědy se proto zdá být poměrně slibná a plná příležitostí.

Vizuálně atraktivní čísla pro váš výzkum

Vědecké obrázky mají za cíl ukázat, představit a zdůraznit pojmy nebo skutečnosti, které by bylo obtížné nebo časově náročné vyjádřit slovy. Přesto je třeba je, stejně jako cokoli jiného ve výzkumu, uvádět s rozvahou.

Ideální přístup pro vás přidat správný druh postavy je mít správný podporovatel na vaší straně; Pozor na graf je tím, kdo vás tímto důležitým procesem provede a poskytne vám jednoduché a snadno použitelné šablony.

Vytvoření vlastního grafického abstraktu