Ind i nano-æraen

Moderne harddiske kræver kun et areal på nogle få kvadratnanometer for hver bit information. For at beskytte os mod solskoldning bruger vi solcremer, der indeholder nanopartikler af titaniumdioxid eller zinkoxid. Er dette begyndelsen på nano-æraen? Younan Xia (Georgia Institute of Technology, USA) forfølger dette spørgsmål i sin lederartikel i den seneste udgave af tidsskriftet Angewandte Chemie , som er dedikeret til emnet nanovidenskab (gratis adgang indtil udgangen af ​​2014).

"Før 'nano' blev et buzzword, folk havde allerede brugt nanomaterialer i mange årtier, hvis ikke århundreder, " siger Xia. "Tag for eksempel katalysatorer, som blev kommercialiseret i 1970'erne." Vores celler indeholder også strukturer i nanoskala, såsom dem, der bruges til produktion af proteiner eller til at generere energi. Disse har længe været genstand for intensiv forskning. "Nano" er altså slet ikke nyt. Imidlertid, der er meget at opdage, at undersøge – og videreføre til nye anvendelsesområder.

"Kvanteeffekten er nok den mest spændende gave fra nanoverdenen, " siger Xia. "F.eks. nanopartikler af det samme faste materiale (såkaldte kvanteprikker) afgiver lys af forskellige farver afhængigt af partikelstørrelsen." Dette og andre fænomener kunne bruges til fremtidige elektroniske eller fotoniske komponenter. På den anden side, nogle applikationer gavner, når egenskaberne forbliver de samme, da partikler bliver mindre:selvom dimensionerne af en transistor er skrumpet fra et par hundrede mikrometer til 22 nanometer i løbet af de sidste halvtreds år, de opererer stadig efter de samme fysiske principper.

Nanomedicin giver mulighed for meget specifik diagnose og behandling på molekylært niveau. Meget effektive kræftlægemidler bør være i stand til at overvinde barrierer, genkende maligne celler, og selektivt angribe dem. siger Xia, "Et stort antal lægemiddelleveringssystemer er blevet godkendt til kræftbehandling i klinikker." Et komplekst felt som nanomedicin kræver tværfaglige teams hentet fra kemi, fysik, ingeniørarbejde, biologi, genetik, proteomik, radiologi, onkologi, og folkesundhed. En af de største udfordringer er at trække disse forskellige mennesker sammen for ægte samarbejde.

Mange nanomaterialer har lang vej at gå fra laboratoriet til industriel anvendelse, fordi produktionen af ​​præcist definerede nanopartikler i industriel skala er ekstremt vanskelig. I dette område, mikrofluidikteknologi viser sig at være et meget lovende alternativ til skalerbar, pålidelig, og omkostningseffektiv produktion.

Denne særlige udgave af Angewandte Chemie omfatter anmeldelsesartikler af førende eksperter, giver et overblik over den seneste udvikling og problemstillinger:Harald Krug tager temaet "Nanosikkerhedsforskning – er vi på rette spor", Jens Rieger og hans medarbejdere præsenterer "Formation of Nanoptics and Nanostructures - An Industrial Perspective on CaCO3, Cement, og polymerer", Reinhard Niessner diskuterer "The Many Faces of Soot:Characterization of Engine-released Sod Nanopartikler", og Frank von der Kammer og hans medarbejdere tilbyder "Spot the Difference:Engineered and Natural Nanoparticles in the Environment – ​​Release, Opførsel, og skæbne". Xia og hans medarbejdere bidrager med "Konstruerede nanopartikler til lægemiddellevering i kræftterapi".

"Fra elektronik til fotonik, informationslagring, meddelelse, katalyse, energi, medicin, miljøbeskyttelse inden for hjemland, kosmetik, og endda bygningskonstruktion, hver enkelt af dem kunne drage fordel af nanomaterialer, " konkluderer Xia. "Kun når denne relativt nye og stadig tilsyneladende bizarre verden af ​​nano er i stand til at gøre en positiv og langvarig indvirkning på alle aspekter af vores samfund, kan vi endelig erklære ankomsten af ​​nano-æraen."