Hvorfor Elon Musk tager fejl om nanoteknologi

Du kan forvente Elon Musk, forretningsmagnaten, ingeniør og seriel iværksætter ville være fan af alt teknisk. Trods alt, hans radikale virksomheder er bygget på at presse videnskaben til det yderste. Han står bag en række visionære projekter lige fra Teslas førerløse elbiler og SpaceXs selvlandende genanvendelige raketter til planer om 1, 000kph "hyperloop" tog. Men det ser ud til, at der er en størrelsesgrænse for Musks teknofili. Han tweetede for nylig, at han mener, at nanoteknologi er "BS".

Folk på Twitter blev lidt krydsede over denne generelle afskedigelse af et forskningsfelt, der bygger bro mellem teknik, kemi og fysik. Men Musk holdt fast i sine våben, bakker op om sin påstand ved at linke til Uncylcopedia, en mængderedigeret satirisk hjemmeside, af alle ting.

Så er nanotech bare et modeord, der bruges til at jazz op i ellers kedelig forskning? Eller er det en reel gren af ​​videnskabelig opdagelse, der faktisk gør en forskel for verden?

Nano betyder lille, virkelig lille. Et nanometer er kun en milliardtedel af meter. På denne skala har vi at gøre med individuelle molekyler og atomer (et carbonatom er ca. 0,3 nanometer på tværs). Så nanotek handler om at arrangere stof, der er mellem en nanometer og 100 nanometer på tværs i mindst en dimension, at skabe brugbare lægemidler, elektronik og materialer.

Ideen om bevidst at lave videnskab og teknik i denne skala kan meget vel have startet tilbage i 1959, med en tale med titlen Der er masser af plads på bunden af ​​den store fysiker Richard Feynman. Men, faktisk, mennesker i oldtiden brugte nanoteknologi til at skabe fantastiske kunstværker, uden at indse de skalaer, hvormed de manipulerede stof.

Quantum prikker

I dag har vi målrettet udnyttet nanoteknologi til at gøre nogle utrolige ting. Tag kvanteprikker. De lyder måske som navnet på et belgisk indieband, men, faktisk, disse rigtige og utroligt alsidige nanomaterialer bruges til medicinsk billeddannelse, displayteknologi og fotovoltaiske solceller.

En kvanteprik er en partikel af halvledende materiale, der kun er et par nanometer i diameter. På grund af deres lille størrelse, de har elektroniske egenskaber, der sidder mellem, hvad du ville forvente for et enkelt molekyle og et større massemateriale. Et af de mest nyttige resultater af dette er, at prikkerne fluorescerer (gløder) med en farve, der afhænger af partikelens størrelse. Det betyder, at du ved at tilpasse prikkens størrelse kan justere de farver, de afgiver. Og den ejendom gør dem til en ideel kandidat til brug i dit næste fladskærms -tv.

Nanobioteknologi

Naturen har et spring på os, når det kommer til nanoteknologi. Proteinmolekylerne, der replikerer dit DNA, fordøj din mad og bekæmp infektioner, alle maskiner i nanostørrelse er perfekt udviklet til at udføre et bestemt stykke arbejde i dine kroppe. Dette gør dem til ideelle steder at lede efter inspiration, når de forsøger at konstruere noget på nanoskalaen.

Et godt eksempel på dette i aktion er en teknik kendt som nanopore DNA -sekventering. Denne teknologi involverer proteiner kaldet poriner, der normalt bruges af bakterier til at tillade materialer at komme ind og forlade cellerne. Porinerne placeres i en membran for at skabe kanaler eller porer gennem den, og et elektrisk felt påføres derefter. Når DNA presses gennem porerne, ændres den elektriske strøm som reaktion på den del af DNA -molekylet (basen), der er i poren.

Ved at måle strømmen, når molekylet passerer gennem poren, kan du regne ud, hvad de baser, der består af det, og sekvensere DNA'et. Dette kan gøres med en forrygende hastighed - op til 450 baser i sekundet - ved hjælp af en lille stationær enhed.

Graphene

Du kan ikke nævne nanotek uden at grafen dukker op. Det er blevet kaldt et vidundermateriale på grund af dets styrke, ledningsevne og elasticitet. Består af todimensionale arrays af carbonatomer arrangeret i et bikagemønster, grafenplader kan kun være et par atomer tykke, men med et samlet areal tættere på en plakats størrelse.

Når det blandes med harpiks og plast, det resulterende materiale vil være utroligt stærkt og let. Grafenbaserede kompositmaterialer bruges allerede til en række applikationer, herunder sportsudstyr og karosseripaneler. I mellemtiden betyder grafens elektriske egenskaber, at det også kan forbedre batteriteknologier.

Lyder det ikke som noget, en elbilproducent måske vil undersøge?

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.