Nanovetenskap

Nanovetenskap är studiet av struktur, egenskaper och fenomen hos materia på nanometerskalan, vanligtvis mellan 1 och 100 nanometer. På denna skala uppträder ofta nya egenskaper jämfört med makroskopiska betingelser, vilket gör det möjligt att manipulera funktioner på molekyl- och atomnivå. Fältet är starkt tvärvetenskapligt och omfattar fysik, kemi, biologi, materialvetenskap och teknik.

Forskningen syftar till att förstå hur storlek, form och yta påverkar egenskaper som elektrisk konduktivitet, optisk respons, magnetism och kemisk reaktivitet. Den innefattar utveckling av syntes- och fabrikationsmetoder för nanoskaliga strukturer samt avancerade tekniker för bildning och karaktärisering, såsom elektronmikroskopi (TEM, SEM) och scanning-probe-mikroskopi (AFM, STM). Raman-spektroskopi och andra metoder används också för material- och ytforskning.

Historiskt växte nanovetenskap fram under 1980- och 1990-talen i takt med utvecklingen av avbildningstekniker som STM och TEM samt upptäckter av nanomaterial som kolnanotuber. Många länder etablerade nationella program och satsningar på nanoteknik, vilket byggde upp infrastrukturer och samarbeten över disciplinära gränser.

Användningsområden inkluderar nanomedicin (till exempel målinriktad läkemedelsleverans), nanoelektronik, nya material för energi och miljö, katalys och ytmodifieringar. Fältet drar också nytta av olika fabrikationsstrategier, både bottom-up och top-down, för att uppnå önskad funktionalitet.

Ur ett samhälls- och säkerhetsperspektiv innebär nanovetenskap risker för hälsa och miljö, särskilt vad gäller exponering och livscykel. Etiska frågor och samhällspåverkan hanteras genom riskbedömningar, standardisering och reglering som ofta kräver samarbete mellan industri, forskning och myndigheter.