Nanoteknologia

Karbonozko nanohodi baten irudikapena.

Nanoteknologia atomoen eta molekulen (nanomaterialak) eskalan lan egiten duen teknologiari deritzo. Eskuarki, nanoteknologiak 100 nanometro baino txikiagoak diren egiturekin lan egiten du.

Nanoteknologiak material eta osagai asko sortzeko ahalmena du, batez ere elektronikarako, medikuntzarako eta energiaren sorrerarako. Hala ere, kezka dago nanomaterial horiek osasunerako eta ingurumenerako kaltegarriak izan ote litezkeen ala ez. Kontuan hartu behar da materialen propietateak tamainaren arabera aldatzen direla, beraz ondo aztertu eta ezagutu behar dira hain eskala txikian kaltegarriak ez izateko.

Nano greziar aurrizki bat da neurri bat (10^-9 = 0,000 000 001) adierazten duena, ez objektu bat.

Nanoteknologia eta Nanozientziaren arteko aldea

Nanoteknologiak materialen, gailuen eta sistema funtzionalen azterketa, diseinua, sorkuntza, sintesia, manipulazioa eta aplikazioa biltzen ditu, nanoeskalan, materiaren kontrolaren bidez eta materiaren fenomenoak eta propietateak ustiatzea nanoeskalan. Materia hain eskala txikian manipulatzen denean, fenomeno eta propietate guztiz berriak erakusten ditu. Hori dela eta, zientzialariek nanoteknologia erabiltzen dute propietate bereziak dituzten material, gailu eta sistema berri eta merkeak sortzeko. Nanozientzia, berriz, eskala nanometrikoan gertatzen diren fenomeno fisiko, kimiko eta biologikoak aztertzera bideratutako diziplina da. Gaur egun, prozesu hori errazten duten dimentsio eta doitasun nanometrikoak dituzten tresna eta gailu asko daude.

Oinarrizko kontzeptuak

Zaila da zer nolako txikia den nanoteknologia imaginatzea. Nanometro bat metro baten milloiren bat da, hau da, metro baten 10^-9a. Zerbait buruan imaginatzeko, honelako adibide hauek euki ditazkegu:

• Paperezko orri baten lodiera 100.000 nanometrokoa da.
• 25.400.000 nanometro daude hazbete batean.
• Gizaki baten ile baten lodiera 80.000 - 100.000 nanometroko da.
• Urrearen atomo bakar baten diametroa nanometro baten hirugarrena da.
• Nanometro bat hain handia da gure azazkal bat segundo batean zenbat handitzen den bezalakoa.

Historia

ADN tetaedro hau ADN nanoteknologiaren bidez egindako artifizialki designatutako nanoestruktura bat da.

1965ko Fisikako Nobel saria, Richard Feynman, lehenengo pertsona izan zen nanozientzia eta nanoteknologiaren aukerak ereferentziatzen, Caltechen (Californiako Teknologia Erakundea), 1959ko abenduaren 29an berak egindako hitzaldi ospetsuan, Hondoan soberan dago lekua (There's Plenty of Room at the Bottom).

Arlo honetako beste pertsona batzuk, ala nola Rosalind Franklin, James Dewey Watson eta Francis Crick, proposatu zuten DNA inportantzia oso handiko molekula printzipala zela organismo prozesu guztietan, argitzen molekulen garrantzia bizitza prozesu oron.

Baina jakinduria hauek gehiagora joan ziren, honekin molekulen estruktura aldatu ahal baitzen, gure etxeetan aurkitu ahal dezakegun plastiko edo polimeroekin bezala. Esan beharra dago molekula hauek "handiak" bezala kontsideratu ahal daitezkeela.

Gaur egun medikuntzak interes handiagoa du mundu mikroskopikoaren arloan, horretan aurkitu ahal baitira gaixotasunak eragiten dituzten alterazio estrukturalak, eta ez dago esan beharrik medikuntzaren arlo batzuk izan dituzten benefizioak, mikrobiologia, immunologia edo fisiologia kasu. Baita ere Ingeniaritza genetikoa bezalako zientzia berriak agertu dira, eugenesia edo klonazio prozesuetako polemikak izan dituztenak.

Inbertsioa

Garapenerako bidean dauden hainbat herri jada baliabide garrantzitsuak zuzentzen dituzte nanoteknologiazko inbestigazioetara. Nanomedikuntza hirugarren munduko sostenibilitatea aurreratzen gehien lagundu dezakeen area da, diagnostikoen metodo berriak proportzionatuz, sendagaien administrazioaren sistema hobeak eta parametro biologiko batzuen monitorizaziorako erraminta berriak. Mundu osotik 40 laboratorio inguruetan hainbat diru kantitate inbertitzen dituzte nanoteknologiazko inbestigazioetan. 300 enpresa inguru bere izenetan "nano" terminoa erabiltzen dute, ala ere, produktu gutxi daude merkatuan.

Informatikaren munduko handi batzuk, ala nola IBM, Hewlett-Packard (HP), NEC edo Intel jada hainbat miloi dolar inbertitzen ari dituzte gai honetan. Lehen Munduko gobernuek ere hartu dute serioski, estatu batuarren lidergo argiarekin, milaka miloi euro inbertitzen dituena bere National Nanotechnology Initiative-ari.

Espainian, "nanoaurrekontuez" hitz egiten dute, baina interesa handitzen ari da, kongresu batzuk izan baitira gaiari buruz: Sevillan, San Telmo Fundazioan, inbertsioaren aukerei buruz, eta Madrilen, Madrilgo Unibertsitate Autonomoan egindako bilerekin Frantziako, Alemaniako eta Erresuma Batuko nanoteknologiako zentroen arduradunekin.

Nanoteknologiaren egungo aplikazioak

Ehungintza. Oihal adimendunen garapena: orbanak uxatzeko gai direnak, autogarbigarriak izateko, usainen aurkakoak edo kolorea eta tenperatura aldatzeko nanotxipak izatea.

Nekazaritza. Pestizidak, herbizidak eta ongarriak hobetzeko produktuen diseinua. Helburu nagusia lurzoruaren hobekuntza da. Gainera, kategoria horretan, ura, nitrogenoa, nekazaritza-kimikoak eta abar detektatzeko nanosentsoreak sar ditzakegu.

Kosmetika. Nanopartikulekin zimurren aurkako kremen edo eguzkitako kremen garapena.

Abeltzaintza. Nanopartikulen garapena animaliei txertoak edo sendagaiak emateko, baita mikroorganismoak, gaixotasunak eta substantzia toxikoak detektatzeko ere.

Elikagaiak. Batez ere sudur eta mihi elektroniko gisa funtzionatzen duten gailuak (nanosentsoreak eta nanotxipak), hau da, usaimenarekin eta dastamenarekin lotutako alderdiak aztertzeko. Elikagai baten freskotasuna eta balio-bizitza, patogenoak, gehigarriak, drogak, metal astunak, toxinak, kutsatzaileak... detektatzeko ere erabiltzen dira. Bestalde, oso garatuta dagoen beste alderdi bat nanoontzien sorrera da. Horiek propietate funtzionalak, nutritiboak, osasungarriak eta organoelektrikoak dituzte (materiak dituen ezaugarri fisikoen deskribapena zentzumenek hauteman dezaketenaren arabera, hala nola dastamena, ehundura, usaina, kolorea edo tenperatura)

Muntatze interdiziplinarra

Nanoteknologiaren funtsezko karakteristika Natura zientzietako hainbat arloko muntatze interdiziplinarra osatzen duela da, oso espezializatuta daudenak. Horregatik, fisikariak paper garrantzitsu bat osatzen dute ez bakarrik mikroskopioaren eraiketarekin, fenomeno hauek ikertzeko erabilia dena, baizik eta Mekanika kuantikoko legeak ikertzeko eta prozesatzeko ere. Nahi diren materialen eraiketa eta atomo batzuen konfigurazioak eskuratzeko egiten dute garrantzitsu ere kimika. Medikuntzan, nanopartikulei egindako garapen espezifikoak laguntzen du gaixotasunen aurkako tratamenduei.

Nahasten diren zientzietako posiblea den zerrenda:

• Kimika
• Biokimika
• Biologia molekular
• Fisika
• Elektronika
• Informatika
• Matematika
• Medikuntza
• Nanoingeniaritza

Ikus, gainera

• Nanoelektronika
• Nanohodi
• Nanomaterial
• Nanomedikuntza

Kanpo estekak

• Miniaturazko teknologiaren inpaktua (Consumer Aldizkaria)
• Mikroteknologia eta Nanoteknologia (zientzia.net)

• Datuak: Q11468
• Multimedia: Nanotechnology