Człowiek naśladuje naturę z liści, owadów i kwiatów, aby stworzyć materiały że podczas pomiaru kilka miliardowych części metra (tj. nanometry), są w stanie wytworzyć mniej zanieczyszczające energięwłącz ekrany bez korzystania z energii elektrycznejtworzyć powierzchnie, które nie brudzą się i działają cuda w wielu innych branżach, od medycyny po mechanikę. Oto świat nanotechnologii, czyli technik manipulowania i modyfikowania materii z bardzo dużą precyzją.
NANOKARTY
Kiedy jesteśmy chorzy bierzemy lekarstwa, w przyszłości będziemy je brać zanim zachorujemy. Aby urzeczywistnić to marzenie, naukowcy studiują „Nanosamochód”rodzaj samochodu o grubości kilku nanometrów (sto tysięcy razy cieńszego od włosa), zdolnego transportować leki w naszym ciele, dokładnie tam, gdzie choroba ma się rozwinąć.
Oczywiście nanosamochody nie używają benzynyporuszają się dzięki bodźcom takim jak wzrost temperatury ciała czy kwasowość. Tak jak na przykład nanosamochód fulerenowy. To „samochód”, tylko 3 nanometrów, którego koła zbudowane są z czterech kulistych cząsteczek fulereny C60, okrągła substancja jak piłka nożna. Wzrost temperatury ciała człowieka powoduje reakcje chemiczne, które sprawiają, że się poruszasz fuleren: w praktyce to tak, jakby prawdziwy samochód poruszał się dzięki wzrostowi temperatury asfaltu! Tak więc pewnego dnia dzięki fulerenom będziemy mogli napełnić „skrzynię” tych nanosamochodów lekami i będziemy mieli… nanoambulanse!
OGNIWA SŁONECZNE JAKO LIŚCIE
Światło słoneczne daje energię liściom, które w procesie fotosyntezy wytwarzają cukry, które zapewniają roślinie utrzymanie się do życia. Niesamowite jest to, że liście pochłaniają światło i zamieniają to w energię bez zanieczyszczania.
Człowiek studiował ten system i dziś produkuje sztuczne liście które ze światła czerpią czystą energię elektryczną. Tak jest w przypadku barwnik ogniwa słoneczne, szczególny rodzaj półprzezroczystych i kolorowych komórek, które dzięki złożonym cząsteczkom barwnika zdolnym do naśladowania fotosyntezy roślin wytwarzają elektrony, gdy są oświetlone. Cząsteczki barwnika pokrywają plątaninę nanokryształy dwutlenku tytanu może zbierać elektrony i, dzięki specjalnemu obwodowi, generować energię elektryczną do ładowania smartfona lub zapalania nowoczesnych lamp LED.
MASZYNY SAMOCZYSZCZĄCE
Ale nie tylko fotosynteza inspiruje nowe granice technologii.
O liście lotosuna przykład są „Super hydrofobowy”: woda spływa z ich powierzchni bez moczenia. I tak, gdy pada deszcz, krople wody zawierają osadzony kurz i brud i odciągają je, pozostawiając liść czysty, co jest podstawowym warunkiem umożliwiającym mu przeprowadzenie fotosyntezy. Dzieje się tak dzięki nanometrycznej chropowatości na powierzchni arkusza, która zapobiega przywieraniu wody.
Odtwarzając ten rodzaj chropowatości za pomocą nanotechnologii, człowiek już buduj szkło, które się nie brudzi i samochód, który nie ubrudź się.
KRYSZTAŁY FOTONICZNE
Czy przezroczysty materiał można pokolorować bez malowania? Tak mówi nam natura. Żuk Charidotella egregia mieć przezroczysta zbroja składa się z setek bardzo cienkich warstw nanometrycznych, które mogą zmieniać barwę odbijanego światła. Podobnie nanotechnologie mogą również zmienić sposób interakcji światła z materiałami; więc naprzemiennie przezroczyste warstwy o grubości zaledwie 50-150 nanometrów, I kryształy fotoniczne, urządzenia zdolne do jednoczesnego odbijania tylko jednego koloru. Podobnie jak w przypadku zbroi żuka.
Odbity kolor zależy od wielu rzeczy, ale przede wszystkim od grubości warstw kryształów fotonicznych: gdy uda nam się zbudować kryształy fotoniczne o różnej grubości, będziemy mogli budować ekrany (do telewizorów, smartfonów, tabletów…) które działają z odbitym światłem. To znaczy bez zużywania energii elektrycznej.
POWOŁANIE EKOLOGICZNE
Nanotechnologie mogą pomóc ludziom, także ulepszając funkcjonalność niektóre materiały.
Pomyślmy na przykład o biotworzywa: są otrzymywane przez modyfikację włókien warzyw, takich jak marchew czy pietruszka, a ponieważ nie zawierają oleju, ulegają biodegradacji i bardzo mało zanieczyszczają. Następnie są materiały termoelektrycznektóre przekształcają ciepło w prąd elektryczny i specjalne malatura potrafiący przewodzić prąd: dzięki nim można drukować obwody komputerowe bezpośrednio na skórze i stworzyć… bionicznego człowieka!
Krótko mówiąc, w tej chwili wydaje się, że nanotechnologie, podobnie jak fantazja, nie mają granic. A jeśli zostaną odpowiednio użyte, pomogą nam zbudować zdrowszy, czystszy, bardziej połączony i, dlaczego nie, jeszcze bardziej zabawny świat.