maanantai 7. helmikuuta 2011

Nano, nano, nano...



nano, SI-järjestelmän kerrannaisyksikön etuliite, arvoltaan 0,000 000 001 = 10-9,

Fyysikko Richard Feynman (1918 – 1988, fysiikan Nobel 1965), piti 1959 kuuluisan esitelmänsä ”There's Plenty of Room at the Bottom” (Pohjalla on paljon tilaa),

Why cannot we write the entire 24 volumes of the Encyclopedia Brittanica on the head of a pin?
(”Miksi emme voisi kirjoittaa 24 osaista tietosanakirjaa nuppineulan nuppiin?)”

Tämän katsotaan olleen käännekohdan vallankumoukseen jonka tuloksia näemme kaikkialla, esim. jatkuvasti pienentyvä elektroniikka tai viimeisimpiä nanomateriaalit.
Esitelmän aikoihin harva osasi kuvitella kehitystä jonka tunnemme nyt jokapäiväisessä elämässämme. Samoin emme voi kuvitella elämää 60 vuotta eteenpäin, paitsi tieteiskuvitelmissa (jotka kummasti toteutuvat aikanaan, kuten Jules Vernen tarinat).
Tai joku nykyajan Feynman joka osaa ”nähdä” kehityksen kulkua eteenpäin.

Tuo nano on pienuusmittakaavan alkupäässä, alhaalla on tilaa vaikka kuinka paljon lisää kun lähestytään kvanttikokoa ja alkeishiukkasia, eli niitä rakenteita josta materia varsinaisesti koostuu. Atomi on nanokokoa, oikeastaan tyhjää täynnä, pieni ydin ja elektronien radat kaukana ytimestä, ydinvoimat pitävät kasassa.
Nanon jälkeen tulevat vielä mittakaavat piko 10−12, femto 10−15,atto 10−18, tsepto 10−21, jokto 10−24. Entäpä näiden mittakaavojen tekniikka, tuleeko niistä työkalu johonkin uuteen?

Oman kokomme ja nanomittakaavan välissä on haasteita, uusimpia tulokkaita esim. geenit. ”Geenimanipulointi” on kasveilla, eläimillä ja ihmisillä jo todellisuutta. Sen haittavaikutuksia lienee tutkittu aika vähän, vaara piilee että jotain odottamatonta tapahtuu? Onko turvallista vai lähteekö käsistä? Nuo tulevat nanohiukkaset voivat myös aiheuttaa yllätyksiä aivan kuten myös hyötyä, jota niiltä suurin toivein odotetaan?

Vuoden 2010 fysiikan Nobel myönnettiin ”uraauurtavista kokeiluista grafeenin parissa” Andre Geim'ille ja Konstantin Novoseloville yhden hiiliatomikerroksen paksuisen grafeenikalvon löydöstä, siis nanokokoa. Sille odotetaan sovelluksia aurinkokennoista kuvaruutuihin ja lukuisiin kehitettäviin keksintöihin kuten DNA:n sekvenssointiin. Läpinäkyvänä ja sähköä johtavana, lujana materiaalina sille löytynee käyttöä vielä vaikka mihin.

Keksi itse kuinka lyijykynän grafiitti saadaan atomikerroksen paksuiseksi. Raaka-aine löytyy joka kodin kirjoituspöydän laatikosta.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti