Поистине революционные нанотехнологические продукты, материалы и приложения, такие как, например, нанороботы, уже не являются просто плодом воображения амбициозных ученых, а находят свое место в повседневной жизни и ряд приложений в промышленности, медицине, электронике, технике. То, что квалифицируется как нанотехнология , сегодня является предметом исследований и разработок в лабораториях по всему миру.
Нанотехнологические продукты, представленные в настоящее время на рынке, в основном представляют собой усовершенствованные продукты (с использованием эволюционных нанотехнологий), в которых некоторые формы нанотехнологий включены в материал (углеродные нанотрубки, нанокомпозитные структуры или наночастицы определенного вещества) или производственный процесс также включает нанотехнологии (наноструктурирование, наноструктурирование). ). Стремясь улучшить существующие продукты, создавая более мелкие компоненты или создавая более качественные материалы с меньшими затратами, число компаний, производящих нанопродукты, быстро растет. Поэтому эволюционную нанотехнологию следует рассматривать как процесс, который постепенно затронет большинство компаний и отраслей.
Определение нанотехнологии
Так что же такое нанотехнологии? Одной из проблем, стоящих перед нанотехнологиями, является именно путаница, связанная с ее определением. Большинство определений вращаются вокруг изучения и контроля явлений и материалов размером менее 100 нанометров, и довольно часто проводится сравнение с человеческим волосом, ширина которого составляет примерно 80 000 нм. По мнению одних ученых, определение должно включать ссылку на молекулярные системы и устройства, по мнению других, любое определение нанотехнологии также должно включать ссылку на «функциональные системы». В своем первом выпуске Nature Nanotechnology* спросила 13 исследователей из разных областей, что они думают о нанотехнологии, и ответы, некоторые из которых были полны энтузиазма, а некоторые весьма скептичны, отражали различные точки зрения.
Кажется, что предельный размер в диапазоне 1-100 нм исключает многие материалы и методы, особенно в области фармацевтики, и некоторые эксперты выступают против строгого определения, основанного на размере менее 100 нм.
Еще одним важным критерием для определения является то, что наноструктура создана человеком. В противном случае мы должны включить все встречающиеся в природе биомолекулы и частицы, в результате чего большая часть химии и молекулярной биологии будет переопределена как «нанотехнология».
Важнейшее требование к определению нанотехнологии состоит в том, что наноструктуры обладают особыми свойствами, обусловленными исключительно их наноразмерами
Национальная инициатива США по нанотехнологиям (NNI)** предлагает следующее определение:
Нанотехнология — это понимание и управление материей с размерами примерно от 1 до 100 нм, где уникальные явления позволяют использовать новые приложения. Охватывая наномасштабную науку, инженерию и технологию, нанотехнология включает в себя изображение, размер, структуру и манипулирование материей в масштабе 1-100 нм. Нанометр — это одна миллиардная часть метра. Лист бумаги имеет толщину примерно 100 тысяч нанометров, один атом золота имеет диаметр около 1/3 нанометра. Размеры от 1 до 100 нм известны как нано. Наноматериалы могут проявлять необычные физические, химические и биологические свойства. Эти свойства могут значительно отличаться от свойств более крупных материалов и отдельных атомов или молекул.
Мы нашли еще одно хорошее определение, вполне практичное и не ограниченное размерами:
Проектирование, характеристика, изготовление и применение структур, устройств и систем с контролируемым размером и формой в наномасштабе (атомном, молекулярном и макромолекулярном масштабах), которые создают структуры, устройства и системы, обладающие по крайней мере одной необычной/исключительной характеристикой или свойство .
.
* Nature Nanotechnology – ежемесячный научный журнал по нанонауке и нанотехнологиям, основанный в 2006 году.
** Национальная нанотехнологическая инициатива США — National Nanotechnology Initiative (NNI) — программа федерального правительства США по научным, инженерным и технологическим исследованиям и разработкам для нанопроектов.