ננוטכנולוגיה היא מדע, הנדסה וטכנולוגיה בקנה מידה ננומטרי, כלומר בסדר גודל של 1 עד 100 ננומטר.
מדע הננו וננוטכנולוגיה עוסקים בלימוד ויישום של דברים קטנים במיוחד וניתן להשתמש בהם בכל תחומי המדע האחרים כגון כימיה, ביולוגיה, פיזיקה, מדעי החומרים והנדסה.
איך זה התחיל
הרעיונות והמושגים מאחורי ננו-מדע וננו-טכנולוגיה התחילו בהרצאה שכותרתה “יש שפע מקום בתחתית” מאת הפיזיקאי ריצ’רד פיינמן במפגש של החברה האמריקנית לפיזיקה במכון הטכנולוגי של קליפורניה (CalTech) ב-29 בדצמבר 1959, הרבה לפני שנעשה שימוש במונח ננוטכנולוגיה.
בהרצאתו תיאר פיינמן תהליך שמדענים יכולים להשתמש בו כדי לתמרן ולשלוט באטומים ובמולקולות בודדות. יותר מעשור לאחר מכן, פרופסור נוריו טניגוצ’י טבע את המונח ננוטכנולוגיה במהלך לימודיו בעיבוד שבבי מדויק. רק ב-1981, עם פיתוח מיקרוסקופ המנהור סורק שיכול “לראות” אטומים בודדים, החלה הננוטכנולוגיה המודרנית.
מושגי יסוד בננו-מדעים וננוטכנולוגיה
קשה לדמיין עד כמה קטנה הננוטכנולוגיה. ננומטר אחד הוא מיליארדית המטר, או 10 -9 מטר. להלן מספר דוגמאות להמחשה:
- יש 25,400,000 ננומטר באינץ’
- עובי של גיליון עיתון הוא כ-100,000 ננומטר
- בקנה מידה השוואתי, אם גולה הייתה ננומטר, אז מטר אחד היה בגודל כדור הארץ
מדע ננו וננוטכנולוגיה כרוכים ביכולת לראות ולשלוט באטומים ובמולקולות בודדות. הכל על פני כדור הארץ עשוי מאטומים – האוכל שאנו אוכלים, הבגדים שאנו לובשים, הבניינים והבתים שאנו חיים בהם והגוף שלנו.
אבל משהו קטן כמו אטום אינו נראה לעין בלתי מזוינת. זה אפילו בלתי אפשרי לראות את זה עם המיקרוסקופים המשמשים בדרך כלל בשיעורי מדעים בבית הספר. המיקרוסקופים הדרושים כדי לראות דברים בקנה מידה ננו, הומצאו בתחילת שנות ה-80.
ברגע שלמדענים היו הכלים הנכונים, כמו מיקרוסקופ המנהור הסורק (STM) ומיקרוסקופ כוח האטומי (AFM), נולד עידן הננוטכנולוגיה.
למרות שננו-מדע מודרני וננוטכנולוגיה הם חדשים למדי, נעשה שימוש בחומרים בקנה מידה ננו במשך מאות שנים. לפני מאות שנים, חלקיקים של זהב וכסף סיפקו צבע בחלונות הוויטראז’ של כנסיות מימי הביניים. אמנים אז פשוט לא ידעו שהתהליך שבו השתמשו ליצירת יצירות האמנות היפות הללו הביא למעשה לשינויים בהרכב החומרים איתם הם עובדים.
כיום, מדענים ומהנדסים מוצאים מגוון דרכים לייצר חומרים בקנה מידה ננומטרי.
חברות מנסות לנצל את התכונות המשופרות שלהם, כגון:
- חוזק גדול יותר
- משקל קל יותר
- שליטה טובה יותר בספקטרום האור
- תגובתיות כימית גדולה יותר מאשר עמיתיהם הגדולים
מאמרים מומלצים: