Nanotechnologie - Cordis

Hoe leg ik uit wat
NANOTECHNOLOGIE
is?
Je weet toch nog dat alles
uit atomen is opgebouwd?
Een steen, een pen, een
videospelletje, een TV,
een hond en ook jijzelf zijn
uit atomen opgebouwd.
Atomen vormen moleculen of materialen.
Nanotechnologie is gebruik maken van atomen
en/of moleculen om materialen, gereedschappen
of zelfs machines te produceren.
Toen de eerste mensen
begonnen “dingen” te maken, gingen
zij uit van “grote dingen” (hout, steen,
ertsen) om daarmee het gewenste resultaat te
krijgen.
Nu willen wij ermee beginnen uit te gaan
van“kleine dingen” (atomen en moleculen) om
het gewenste resultaat te krijgen. Het lijkt wel
een kinderspel.
Kano’s werden gemaakt van een boom…
Zou je voor tandenstokers ook
willen beginnen met een hele
boomstam, of lijkt het je beter
met iets kleiners te beginnen?
Toen we uitgingen van
“grote dingen”
konden we daarmee dingen produceren met de grootste
precisie die op dat moment mogelijk was, maar daarbij
werd tegelijkertijd een hele hoop afval of vervuiling
geproduceerd en een hoop energie
verbruikt. Naarmate onze technologie
beter werd, werd ook de precisie
beter en was er minder
afval/vervuiling, maar het was
nog steeds dezelfde aanpak.
Als we uitgaan van
“kleine dingen”
beschikken we over absolute precisie (tot op één
atoom!) en volledige controle over de processen,
produceren we geen afval en verbruiken we minder
energie (met minder CO2,
minder broeikasgassen, …
misschien heb je hierover op TV
gehoord).
Waarom is van “kleine
dingen“ uitgaan beter?
De afstand tussen de middelpunten van twee
voetballen is groter dan de afstand tussen de
middelpunten van twee nootjes
kleiner
betekent dus ook dichterbij (en sneller samen
te voegen!)
Suiker of zout lost sneller op wanneer
het in poedervorm is en trager wanneer
het in de vorm van kristallen of blokken
is
kleiner kan inhouden dat
de reactiesnelheid wordt vergroot
Probeer deze
oPgave eens:
Hoeveel vlakken heeft een kubus?
Wanneer elke ribbe 1 cm bedraagt,
wat is dan het totale oppervlak?
Wanneer je de kubus driemaal doorsnijdt (verticaal,
horizontaal en door de lengte) hoeveel kubussen heb je
dan?
Elke ribbe van al die nieuwe kubussen bedraagt nu 0,5 cm;
wat is nu de totale oppervlakte van alle nieuwe kubussen?
Nu zul je zien dat bij een bepaald gewicht (of beter, massa)
“kleiner” meer oppervlakte betekent, en bijvoorbeeld
suiker en zout in water sneller oplossen.
Onderzoek naar nanotechnologie is een uitdaging, een
echt avontuur. Veel van de knapste
geleerden ter wereld zijn ermee
bezig.
En meer dan ooit hebben we
behoefte aan briljante studenten
en wetenschappers.
Kunnen we dit al? Nee, nog niet echt.
Daarvoor is nog veel onderzoek nodig.
Toch kunnen we nu al een paar dingen: vooral op het
gebied van elektronica, optica en materiaalkunde,
zoals nanodeeltjes, die onder andere in zonnecrème
worden gebruikt (Gebruik jij factor 8 of factor 20?
Het hangt van de
hoeveelheid nanodeeltjes
af of er voldoende
ultravioletstraling wordt
tegengehouden om je huid
niet te verbranden).
In de toekomst zien wij
mogelijke toepassingen opdoemen die echt
zijn, zoals:
> metingen met een precisie tot op één atoom;
> sensoren om gevaarlijke stoffen te detecteren;
> elektronica waarbij gebruik kan worden gemaakt van ieder
individueel elektron;
> membranen voor de scheiding van stoffen met zeer hoge
precisie;
> materialen waarvan we de eigenschappen naar behoefte kunnen
beïnvloeden;
> nanomachines;
> nanorobotten die in je lichaam worden ingebracht om daar
schoonmaak- of reparatiewerkzaamheden uit te voeren;
...maar we staan nog maar aan het begin. Om dit alles te
bereiken moeten we ervoor zorgen dat onze hersens en onze
inspanningen zo goed mogelijk worden gebruikt.
Sommige
voorbeelden op het
gebied van materialen:
textiel waarvan de eigenschappen
kunnen worden veranderd afhankelijk van
onze behoeften, bijvoorbeeld om ons
koel te houden in de zomer en warm in de winter;
vorken, lepels, borden, potten, kledingstukken, …
die niet vies of nat worden - net zoals een lotusblad
waar je een waterdruppel op laat
vallen; je zult dus nooit
meer moeder horen
klagen dat je je shirt weer vies hebt gemaakt!
...
Materialen voor het repareren van je
botten en tanden, en wel zo dat het
verschil niet te zien is;
Materialen die heel sterk en heel licht zijn voor het
maken van auto’s, vliegtuigen en ruimtevaartuigen die
langer kunnen reizen en veel minder energie verbruiken;
en nog meer in de toekomst (denk erom dat mobiele
telefoons zo’n tien jaar geleden niet eens
bestonden!).
Wat hebben we nodig om
snel vooruitgang te boeken?
goed opgeleid personeel,
briljante studenten,
infrastructuur (laboratoria, …),
instrumenten (microscopen, …),
coördinatie van inspanningen en een
“kritieke massa”, geld,
en mensen die begrijpen waar we mee bezig zijn!
Om hier meer over te weten,
kun je op het Internet gaan zoeken
door het trefwoord
“nanotechnologie” in te tikken.
Of begin op één van deze twee websites
(in het Engels):
@ http://cordis.europa.eu/nanotechnology
om te zien wat we in Europa doen,
@ www.nano.gov om te zien wat ze in
de VS doen (vergeet niet te kijken naar
het onderdeel “voor
kinderen” !)
Overigens ...
Het voorvoegsel “nano”
komt van het oude Griekse
woord voor “dwerg”.
In wetenschap en techniek wordt hiermee
aangegeven dat iets één miljardste bedraagt
(net zoals het voorvoegsel “milli” wordt gebruikt
voor één duizendste).
Eén nanometer is dus één miljardste van een
meter of één miljoenste van een millimeter
enz.). Dit kan worden geschreven als 10-9 meter
en afgekort als nm.
De straal van één goudatoom bedraagt 0,14 nm.
Een halve nanometer komt
overeen met de grootte van een
kleine molecule zoals methaan
(CH4). Een menselijk haar is
ongeveer honderdduizend keer
groter.
Voor meer inlichtingen …
… wil je kontakt met ons opnemen?
Stuur dan een
e-mail naar:
[email protected]