Nanosystemer

Nanosystemer er systemer der minst én funksjon eller komponent opererer på nanoskala, typisk 1 til 100 nanometer, eller der nanosystemets byggesteiner og grensesnitt gir egenskaper som ikke forekommer ved større skala. Slike systemer kan integreres med makroskopiske komponenter i elektronikk, biomedisin og miljøovervåkning.

De viktigste byggesteinene inkluderer nanodevices og NEMS, samt nanomaterialer som karbonnanorør, grafen og silisiumnantråder, samt molekylære enheter som kvantepunkter og DNA-origami. Nanosystemer kan klassifiseres etter funksjon, for eksempel som nanoelektroniske systemer, nanosensorer, nanomedisinske plattformer eller nanobio-grensesnitt.

Fremstilling skjer gjennom top-down og bottom-up metoder, blant annet litografi, etsning og kjemisk syntese eller selvorganisering av molekylære enheter. Ytelse og pålitelighet påvirkes av grensesnittene mellom nanosystemet og omgivelsene, og designet må ta hensyn til temperatur, fuktighet og mekaniske krefter på nanoskopisk nivå.

Anvendelser spenner fra medisin (målrettet legemiddellevering og bildediagnostikk) til elektronikk (smarte sensorer, nanoskala transistorer) og energi (batterier og fotovoltaiske komponenter). Innen miljøovervåkning brukes nanosystemer i sensorer for deteksjon av forurensninger og toksiske stoffer.

Utfordringer inkluderer produksjonsvolum og konsekvent kvalitet, pålitelighet, standardisering, og miljø- og helserisiko knyttet til nanomaterialer. Forskning fokuserer på robusthet, integrasjon i større systemer, samt utvikling av regulerings- og etikkrammer. Nanosystemer forventes å spille en rolle i ulike sektorer i årene som kommer.