European Observatory for Nanomaterials

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.