nanovitenskap

Nanovitenskap er studiet av fenomener og egenskaper i materie på nanoskopisk skala, og av hvordan disse egenskapene kan kontrolleres og utnyttes. Skalaen omfatter vanligvis mellom 1 og 100 nanometer. Feltet kobler sammen fysikk, kjemi og biologi for å forstå hvordan kvanteeffekter, overflate-til-volum-forhold og selvorganisering påvirker materialer, og for å utvikle nanostrukturer og teknologier med spesifikke egenskaper. Nanovitenskap danner grunnlaget for nanoteknologi, som bruker nanosystemer i praktiske applikasjoner gjennom både top-down og bottom-up tilnærminger.

Tilnærminger inkluderer top-down fabrikasjon som litografi og sliping, samt bottom-up-metoder som kjemisk syntese og selvorganisering. Analyse- og karakteriseringsverktøy som elektronmikroskopi (TEM, SEM), atomkraftmikroskopi (AFM) og spektroskopi gjør det mulig å observere strukturer og måle egenskaper på nanosnivå.

Nanovitenskap har bidratt til utviklingen av nanomedisin (målstyrt leveranse av legemidler, bildediagnostikk og diagnostikk), nanoelektronikk og fotonikk, energi (batterier og solceller), materiale- og overflateengineering (sterkere, lettere materialer og tilpassede overflater), samt miljøteknologi (sensorer og fjernelse av forurensninger).

Historisk har ideer om å kontrollere materie på svært små skalaer røtter tilbake til Feynmans foredrag There’s Plenty of Room at the Bottom (1959). Viktige teknologiske milepæler inkluderer utviklingen av skanneprobe-mikroskopi (STM) på 1980-tallet, oppdagelsen av fullerenes (1985) og karbon-nanotuber (1991). Feltet har utviklet seg raskt siden, og nanoteknologi har blitt bredt anvendt i forskning og industri. Samtidig har sikkerhet, toksikologi og miljøpåvirkning av nanopartikler fått økt fokus, med behov for regulering og etisk vurdering.

Utfordringer og framtidsutsikter inkluderer produksjon i kommersiell skala, kostnader, reproduksjon av resultater og standardisering, samt spørsmål om ansvarlighet og etisk bruk.