Nanoskala

Nanoskala, eller nanometer-skala, avser längder mellan cirka 1 och 100 nanometer. En nanometer är en miljontedel av en meter. Vid denna skala uppvisar material ofta egenskaper som skiljer sig markant från deras makroskopiska motsvarigheter, bland annat vad gäller elektronik, optik, kemi och mekaniska beteenden.

Huvuddragen för nanoskaliga system är hög yta i förhållande till volym och att kvantmekaniska effekter ofta blir framträdande. Ytans dominans gör nanomaterial ofta mycket reaktiva eller särskilt bra som katalysatorer och sensorer. Kvantmekanik kan leda till storlekberoende energi nivåer och färger hos nanostrukturer som kvantpunkter. Exempel på vanliga nanomaterial är kolnanorör, grafen och kolnanopartiklar samt kvantprickar.

Vanliga tillvägagångssätt för att skapa nanostrukturer är top-down metoder som litografi och etsanläggningar, samt bottom-up metoder såsom kemisk syntes och självorganisering på molekylnivå. Vanliga verktyg för studier och bildgivning inkluderar elektronmikroskopi (TEM, SEM) och atomkrafts- eller tunnningsmikroskopi (AFM, STM).

Områden med stort intresse inkluderar nanoelektronik, nanomedicin, nanomaterial för energilagring och katalys, samt miljö- och säkerhetsaspekter. Utmaningar innefattar kontrollerad produktion, reproducerbarhet, skydlighet kring hälsorisker och miljöpåverkan samt standardisering av mätningar och tester. Nanoskala utgör en tvärvetenskaplig disciplin där fysik, kemi, materialvetenskap och ingenjörsvetenskap möts för att förstå och utnyttja nya egenskaper i småskaliga system.

---