Kas ir nanoinženierija?

Vispārējo terminu nanotehnoloģija dažreiz lieto, lai apzīmētu izplatītus produktus, kuriem ir uzlabotas īpašības, jo tie ir stiprināti ar nanomēroga materiāliem. Viens piemērs ir nanouzlabota zobu emalja, ko zobārsti izmanto plombēšanai. Termina “nanotehnoloģija” vispārīgais lietojums atšķiras no konkrētākajām zinātnēm, kas ietilpst tā pozīcijā.

Nanoinženierzinātne ir starpdisciplināra zinātne, kas veido bioķīmiskas struktūras, kas ir mazākas par baktērijām un kuras darbojas kā mikroskopiskas rūpnīcas. Tas ir iespējams, izmantojot pamata bioķīmiskos procesus atomu vai molekulārā līmenī. Vienkārši izsakoties, molekulas mijiedarbojas, izmantojot dabiskus procesus, un nanoinženierija izmanto šos procesus, veicot tiešu manipulāciju.

Nanoinženierijas sākumstadijā ir bijuši daži agrīni panākumi, izmantojot DNS kā katalizatoru vienkāršu struktūru pašmontēšanai. 2006. gadā Brauna universitātes pētnieku grupai izdevās izaudzēt cinka oksīda nanovadus aptuveni 100–200 nm garumā, sapludinot sintētiskās DNS fragmentus ar oglekļa nanocaurulēm. DNS, dabas rokasgrāmata matērijas radīšanai no apakšas uz augšu, ir īpaši interesanta nanoinženierijas jomā. Saliekot specifisku DNS kodu, nanoinženieris var izveidot nosacījumus ģenētiskajam kodam, lai veiktu uzdevumus, kuru rezultātā notiek nanomateriālu bioķīmiska montāža.

Iespējas manipulēt ar materiālu “izaugsmi” no atomu līmeņa uz augšu ir milzīgas. Nanoinženierijas potenciāls varētu radīt revolucionāru materiālu un produktu pārpilnību, kas sniegtu labumu ne tikai tādām jomām kā aviācija, medicīna un tehnoloģijas, bet arī ikdienas dzīve. Nanoinženierijas rezultātā var rasties tādi praktiski pielietojumi kā pašattīroša krāsa, kas nekad neizbalē vai nav jāvasko; lidmašīnas ar apvalkiem, kas pašas atlaiž ledus un pielāgojas dažādām aerodinamiskām vidēm; efektīvāku un tīrāku degvielu.

Viens no aizraujošākajiem nanoinženierijas aspektiem ir tas, ka tas ir ārkārtīgi rentabls, videi draudzīgs (apstrādāts produkts ir daudz), nepiesārņo un prasa maz enerģijas. Tiek uzskatīts, ka nanoinženierija ir daudzsološa joma jauniem zinātniskiem prātiem, kuri meklē iespēju braukt uz mūsu ceļa revolucionārā jaunās zinātnes viļņa vadošo malu. Tiek plaši uzskatīts, ka nanotehnoloģijai būs lielāka ietekme uz pasauli nekā rūpnieciskajai revolūcijai, un tiek prognozēts, ka līdz 2015. gadam tas būs vairāku miljardu dolāru bizness.