Nanotehnologija je sedanjost in še bolj prihodnost

Robotkov, ki bi potovali po telesu, sicer ne bo, bodo pa boljše sončne celice, izolacija, premazi, zasloni in še marsikaj.

Objavljeno
27. junij 2014 20.06
Posodobljeno
29. junij 2014 21.00
Borut Tavčar, gospodarstvo
Borut Tavčar, gospodarstvo

Nanotehnologija je postala prepoznavna pred leti s premazi, s katerimi je tudi gobica postala nepremočljiva, s samočistilnimi fasadnimi barvami in kremami za sončenje. Hkrati so se pojavili dvomi o varnosti, standardov pa še danes ni, čeprav je razvoj v novem zagonu.

Za največje kemične korporacije na svetu, med njimi nemški BASF, je sveti gral zdaj tehnološka rešitev, ki bi emisije ogljikovega dioksida spremenila v nekaj nadvse uporabnega. Pot do tega je lahko tudi nanotehnologija, saj je znano, da imajo materiali in strukture v velikosti nekaj milijonink milimetra lahko povsem drugačne lastnosti kot osnovni materiali. Z nanotehnologijo tako lahko ustvarijo nove materiale in izdelke, ki imajo nove, neobičajne lastnosti, kakršnih prej ni bilo mogoče doseči. Raziskav je zato ogromno, tehnološki preboji pa so le vprašanje časa.

Nove smeri razvoja

Nanotehnologija namreč obeta nove, veliko bolj učinkovite elemente za sončne elektrarne, ki bodo po novem lahko v obliki trpežnih in upogljivih folij in tako nameščene tudi na karoserije avtomobilov. To bodo omogočili prevodniki in polprevodniki v nanovelikosti.

Kemiki napovedujejo tudi nove računalniške, telefonske, tablične in televizijske zaslone z bistveno boljšo ločljivostjo. Zadaj bodo z enako prostornino čedalje zmogljivejše procesne enote elektronskih naprav. Poleg tega novi materiali napovedujejo učinkovitejše baterije in akumulatorje, z nanostrukturami bi lahko tudi gorivne celice postale varnejše oziroma bi bolje vezale vodik in ga bolj nadzorovano izpuščale. Odveč ni niti napoved, da bodo nove tehnologije omogočile še uporabo zemeljskega plina v avtomobilih, ki je zdaj praktična le za tovornjake in avtobuse.

V medicini so nanotehnologije uporabne tako za proizvodnjo samočistilne in antiseptične opreme kot za delce za terapije rakavih obolenj. Nanomateriale že dodajajo betonu, s čimer ga okrepijo. Novi so tudi različni filtri, ki omogočajo čiščenje odpadne vode in povsem nove dimenzije čiščenja zraka. Novi materiali gredo tudi v smer manjše porabe virov, saj z manj surovinami dosežejo enake učinke, denimo v gradbeništvu in zlasti izolaciji.

Polistiren, ki smo ga dolga leta uporabljali v obliki stiropora in njegovih različic, dobiva z nanotehnologijo novo obliko, je bolj trden in trpežen ter poleg tega ob enaki učinkovitosti vsaj polovico tanjši. V BASF priznavajo, da to še ni končna trajnostna rešitev, saj tudi nove materiale proizvajajo izključno iz nafte. Povedali so sicer, da že preizkušajo nove postopke, v katerih bi nafto zamenjala biomasa, zlasti rastline z večjo vsebnostjo sladkorjev, vendar je to še vedno predrago.

Ob tem podjetja izboljšujejo tudi že znane nanomateriale. Nove barve in premazi dajejo zidovom, drogovom, lopaticam vetrnih elektrarn, avtomobilom (tudi njihovim motorjem) in drugemu povsem nove lastnosti, denimo samočistilnost, na takih površinah se ne da narediti praske, prav tako ne bodo obložene s centimetri ledu. Čedalje več nanostruktur uporabljajo tudi v kozmetiki.

Grafen je nova snov

Povsem nova smer je predelava grafita, ki ga najdemo tudi v svinčnikih, v grafen. Klaus Müllen z Max Planck Instituta v Mainzu je povedal, da je to nova »čudežna« snov. Omogoča namreč izredno mobilnost elektronov pri sobni temperaturi, je optično prosojna, poleg tega prenaša toploto bolje kot karbonske cevke ali diamanti. Poleg tega je izredno tanka (debelina atoma), zelo lahka (zgolj 0,77 miligrama na kvadratni meter), močna (mehanična moč je stokrat večja kot pri jeklu) in fleksibilna (lahko se zvije tudi v nanocevke).

Baterije z ovojem iz grafena pridobijo zmogljivost in kemično stabilnost. Prihodnost grafena BASF vidi v tiskani elektroniki, »pametnem« tekstilu, prevlekah, v antistatičnih materialih, filtrih, mehanski okrepitvi različnih materialov, v zmogljivejših baterijah in kondenzatorjih, gorivnih celicah, zaslonih, ki prevajajo elektriko, in ogljičnih polprevodnikih.

Slovenija se prebuja

»Trenutno na uradu za kemikalije pri ministrstvu za zdravje pripravljamo portal za nanomateriale s podatki o podjetjih in raziskovalcih, ki se ukvarjajo z nanotehnologijami. Na področju raziskav je veliko aktivnosti, saj smo registrirali vsaj 80 vodilnih raziskovalcev, ki delajo na področju nanomaterialov.

Portal bo namenjen vzpostavitvi povezav med slovensko industrijo (predvsem zavezanci po EU kemijski zakonodaji) s področja nanomaterialov in raziskovalci, ki lahko pomagajo pri določenih vidikih varne nanotehnologije, denimo pri izdelavi ocen tveganja za posamezne snovi, pri določitvi velikosti nanodelcev, pri meritvah njihovega sproščanja v delovno okolje in podobnem. Portal bo aktiven že v nekaj tednih,« pravi Maja Remškar z Instituta Jožef Stefan.

Podjetij, ki se načrtno in legalno ukvarjajo z nanotehnologijo, je za zdaj v Sloveniji le nekaj. Gre predvsem za proizvodnjo nanomaterialov za uporabo v premazih z antibakterijsko ali fungicidno aktivnostjo, v zaščiti pred elektromagnetnimi sevanji, v mazivih, v kremah, ki ščitijo kožo pred sončnimi opeklinami, v pršilnikih za vodoodbojnost in podobno.

»Poleg legalne proizvodnje pa je v Sloveniji veliko izdelkov, ki so proizvedeni ali/in prodajani ilegalno po internetu. Nekatere nanomateriale je razmeroma preprosto izdelati, trg pa je preplavljen s tovrstnimi izdelki tudi iz drugih držav, saj za uvoz ni treba deklarirati velikosti delcev materiala. Poleg načrtne uporabe nanotehnologije pa kar nekaj podjetij nehote ali nevede uporablja in proizvaja nanomateriale, ki jih običajno imenujejo ultra fin prah ali koloidne suspenzije, ali pa nanodelci nastajajo kot stranski proizvod med tehnološkimi procesi, kot so, denimo, brušenje, varjenje, rezanje kovin in kamna, uporaba sprej tehnologij in podobno,« dodaja Remškarjeva.