Nanotehnoloogia

Allikas: Vikipeedia

Nanotehnoloogia on teaduse ja tehnika haru, mis tegeleb väga väikeste (umbes nanomeetri suurusjärgus mõõtmetega) materjalide ja masinate, sealhulgas nanorobotite uurimise ning loomisega.

Algselt kirjeldati nanotehnoloogiat kui teadust, mille eesmärk oli läbi aatomite ja molekulidega manipuleerimise toota makroskaalas tooteid. Seda teadusharu nimetatakse tänapäeval molekulaarseks nanotehnoloogiaks. Üldistatum definitsioon nanotehnoloogiale määrati Ameerikas koostatud Rahvusliku Nanotehnoloogia Initsiatiivis, mis kirjeldab nanotehnoloogiat kui ainega manipuleerimist, mille vähemalt üks dimensioonidest jääb 1–100 nanomeetri vahele.

Nanotehnoloogias põimuvad omavahel erinevad elemendid traditsioonilistest teadusvaldkondadest nagu keemia, materjaliteadus, bioloogia ja füüsika [1]. Sama mitmekesised on ka nanotehnoloogilised uuringud, mis varieeruvad alates olemasolevate tehnoloogiate täiustamisest kuni uute materjalide väljatöötamiseni.

Nanotehnoloogia abil on võimalik luua mitmeid uusi materjale, mida oleks võimalik kasutada näiteks meditsiinis ja elektroonikas, aga samas tõstatatakse nanotehnoloogiliste arengute puhul samu küsimusi nagu teiste uute tehnoloogiate puhul, näiteks mõju inimese tervisele ja looduskeskkonnale. Need küsimused on omakorda viinud aruteludeni, kas ja kuidas oleks vaja nanotehnoloogiat reguleerida.

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ideedest, mis viisid nanotehnoloogia sünnini, räägiti esimest korda 1959. aastal, kui Richard Feynman kirjeldas oma loengus „Põhjas on palju ruumi“ sünteesi võimalikkusest läbi otsese aatomite manipuleerimise [2]. Terminit „nanotehnoloogia“ kasutas esimest korda Norio Taniguchi 1974. aastal.

Nanotehnoloogia kui teadus hakkas arenema 1980. aastatel, kui valdkonnas toimus kaks suuremat läbimurret. Esimeseks oli skaneeriva tunnelmikroskoobi leiutamine 1981. aastal, mille abil oli võimalik näha üksikuid aatomeid ja nendevahelisi sidemeid ning 1989. aastal ka aatomitega manipuleerida. Skanneeriva tunnelmikroskoobi arendajad Gerd Binning ja Heinrich Rohrer said selle arendamise eest 1986. aastal Nobeli füüsikapreemia[3].

Teiseks läbimurdeks oli fullereenide avastamine 1985. aastal. C60-et ei kirjeldatud algselt kui nanotehnoloogiat. Seda terminit hakati kasutama seoses hilisemate töödega, mis hõlmasid grafeenitorukesi, millele nähti potentsiaalset kasutust nanoelektroonikas ja -seadmetes.

2000. aastate alguses pälvis nanotehnoloogia üha rohkem tähelepanu teadlastelt, poliitikutelt ja üldsuselt ning see viis nii valdkonna arenguni kui ka sellega seotud vastuoludeni. Vastuolud tekkisid peamiselt nanotehnoloogia defineerimises ja selle mõjudes [4]. Samal ajal hakkasid nanotehnoloogial põhinevad tooted üha rohkem üldkasutusse levima. 2000. aastate keskel puhkes õitsele suurem teaduslik huvi nanotehnoloogia vastu.

Nanotehnoloogia igapäevaelus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tänapäeval on tavakasutajatele kättesaadav üle 1600 erineva nanotehnoloogial baseeruvat toodet [5]. Nanotehnoloogilised arengud on võimaldanud näiteks tennisepallidel kauem vastu pidada, golfipallidel sirgemalt lennata ning muutnud keeglikuule vastupidavamaks ja nende pealispinna tugevamaks. Sokkidesse ja aluspükstesse on põimitud nanotehnoloogilisi kiude, et tõsta nende eluiga ja anda neile omadus temperatuuri reguleerida. Plaastreid seotakse hõbeda nanoosakestega selleks, et haavu kiiremini ravida. Tänu nanotehnoloogiale on mängukonsoolid ja arvutid muutunud odavamaks, võimsamaks ja on suurema mälumahuga ref>Nanotehnoloogia elektroonikas 10.02.2015</ref>. Nanotehnoloogia abil on võimalik olemasolevate meditsiiniliste aparaatide kasutamine muuta odavamaks ja paremini kättesaadavaks, mis võimaldaks neid kergemini kasutada ka perearstidel või kodus [6]. Autosid toodetakse kasutades nanomaterjale selleks, et väheneks kütusetarbimine [7].

Implikatsioonid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Üheks mureküsimuseks on kujunenud nanomaterjalide laiaulatusliku tootmise ja kasutamise mõju inimtervisele ja looduskeskkonnale. Seetõttu on pakutud välja, et nanotehnoloogia kasutust ja arendust peaksid reguleerima valitsused. Sellele on omakorda vastu vaieldud, kuna liiga tugev reguleerimine võib piirata teadustööd ja healoomuliste uuenduste arendust. Osadel nanotehnoloogilistel toodetel võivad olla soovimatud kõrvalmõjud. Teadlased on avastanud, et bakteriostaatilised hõbeda nanoosakesed, mida kasutatakse sokkides jalgade ebameeldiva lõhna vähendamiseks, satuvad pestes vette [8]. Need osakesed satuvad seeläbi reoveesüsteemi ja võivad hävitada baktereid, mis võivad olla looduslike ökosüsteemide kriitilisteks osadeks.

Nanoinnovatsioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Nanoinnovatsioon hõlmab endas uute nanomõõtmetes avastuste ja leiutiste kasutuselevõttu. Uuemateks nanotehnoloogilisteks uuendusteks on näiteks ühe aatomi paksused 2D materjalid nagu grafeen ja silitseen. Mitmed tänapäeval laialdases kasutuses olevad seadmed, näiteks nutitelefonid, päikeseelemendid ja patareid kasutavad nanotehnoloogilisi lahendusi. Nanovooluringid ja nanomaterjalid võimaldavad uue generatsiooni sensorite ja kaasaskantavate arvutite loomist. Nanomeditsiini valdkonnas on peaaegu kõik viiruseid käsitlevad uuendused nanomõõtmetes, sest enamik viirusi esinevad just selles suurusjärgus.

Nanotehnoloogia alaliik, mis hõlmab nanotehnoloogia kasutamist elektroonikakomponentides kannab nime nanoelektroonika. Haru, mis tegeleb nanoelektroonika komponentide valmistamisega, mida kasutatakse mikroprotsessorites, mäludes, mikrokiipides, nimetatakse nanolitograafiaks.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]