En aquesta entrada del blog, explorarem el concepte de nanotecnologia, com es crea, les diverses aplicacions i el seu potencial i limitacions futurs.
Què és la nanotecnologia?
«Nano» és un prefix que significa una mil·lionèsima part, derivat de la paraula grega antiga «nanos», que significa «nan». Un nanòmetre (1 nm) és una mil·lionèsima part d'un metre (10⁻⁹ m), una mida extremadament petita equivalent a aproximadament una centmil·lèsima part del gruix d'un cabell humà i comparable a la mida d'uns quants àtoms. La tecnologia que manipula la matèria a nivell atòmic i molecular en aquest àmbit ultrapetit s'anomena nanotecnologia.
Treballar amb materials a nanoescala no només permet la producció de productes amb un nivell de precisió més alt, sinó que també permet la realització de diverses funcions que eren difícils d'aconseguir amb les tecnologies existents. Per aquest motiu, la nanotecnologia està convergint amb camps com les ciències de la vida (BT), les tecnologies de la informació (TI) i les tecnologies ambientals (TE), i s'està establint com una tecnologia fonamental per a diverses indústries d'alta tecnologia, com ara els semiconductors, la biotecnologia, l'energia i la salut.
Com es fabriquen els nanomaterials?
En nanotecnologia, hi ha dos mètodes principals per crear materials a nanoescala: l'enfocament de dalt a baix i l'enfocament de baix a dalt.
L'enfocament de dalt a baix implica la creació d'estructures a nanoescala eliminant parts innecessàries de materials més grans. Un exemple representatiu és la fotolitografia. En aquest mètode, s'aplica un polímer fotosensible a la superfície del material objectiu, que després s'exposa a la llum; s'utilitza un revelador per eliminar només les zones exposades, formant així circuits microscòpics.
L'enfocament de baix a dalt implica l'acoblament de nanomaterials col·locant àtoms o molècules un per un. Els mètodes més utilitzats són la deposició física de vapor i la deposició química de vapor. Ambdós mètodes impliquen el subministrament de material a nivell atòmic o molecular per formar capes en forma de pel·lícules primes. Si es subministren àtoms purs i no reactius, s'anomena deposició física de vapor; si es subministren substàncies reactives i s'acumulen àtoms o molècules específiques a través de reaccions químiques, s'anomena deposició química de vapor.
On s'utilitza la nanotecnologia?
La nanotecnologia ja s'utilitza en diversos productes i indústries que ens envolten. Exemples representatius inclouen els discs durs i la memòria flash. Els dispositius d'emmagatzematge més recents utilitzen estructures precises a nanoescala per aconseguir un alt rendiment i densitat d'integració.
La nanotecnologia també s'està aplicant activament en el camp mèdic. Els bioxips, que analitzen ràpidament malalties mitjançant sang o saliva, en són un exemple principal i actualment s'utilitzen en diversos dispositius de diagnòstic i tecnologies mèdiques.
A més, la nanotecnologia s'està aplicant a productes de consum quotidians com ara cosmètics, pasta de dents, sabó i xampú. A més, la "nano-sal" es coneix com un exemple que utilitza el principi científic que la superfície augmenta a mesura que les partícules es fan més petites, fins i tot per a la mateixa massa. S'han dut a terme investigacions per crear partícules extremadament fines de manera que es pugui aconseguir un gust salat suficient fins i tot amb una petita quantitat, i quan la nanotecnologia s'aplica als aliments, es duu a terme una verificació contínua de la seguretat i els seus efectes sobre el cos humà.
Fins ara, hem examinat la definició de "nano", els mètodes per crear nanomaterials i diversos exemples d'aplicacions de la nanotecnologia. En el futur, s'espera que la nanotecnologia s'utilitzi com a tecnologia bàsica en una gamma encara més àmplia de camps, com ara els semiconductors, la intel·ligència artificial, la biotecnologia, les bateries de nova generació, la tecnologia quàntica i els materials avançats.
Per descomptat, la nanotecnologia no només té aspectes positius.
Com que els efectes de les nanopartícules extremadament petites sobre el cos humà i el medi ambient encara no s'han dilucidat completament, s'estan duent a terme investigacions i avaluacions de seguretat en curs. Per tant, és crucial comprendre completament els riscos potencials de la nanotecnologia i establir normes de seguretat i sistemes de gestió adequats. Si aquests esforços es fan col·lectivament, la nanotecnologia evolucionarà cap a una tecnologia bàsica que enriqueixi les indústries futures i la vida humana.
