نانوتکنولوژی، علم مهندسی و فناوری است که در مقیاس نانو انجام می‌شود که حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است.
علم نانو و فناوری نانو مطالعه و کاربرد اشیاء بسیار کوچک هستند و می‌توانند در تمام زمینه‌های علمی دیگر مانند شیمی، زیست‌شناسی، فیزیک، علم مواد و مهندسی استفاده شوند.
چگونگی شروع نانوتکنولوژی
ایده‌ها و مفاهیم پشت علم نانو و فناوری نانو با سخنرانی فیزیکدان، ریچارد فاینمن با عنوان «جای زیادی در پایین وجود دارد» در نشست انجمن فیزیک آمریکا در مؤسسه فناوری کالیفرنیا (CalTech) در ۲۹ دسامبر ۱۹۵۹، بسیار قبل از [ابداع] واژه نانوتکنولوژی شروع شد. فاینمن در سخنرانی‌اش فرآیندی را توصیف کرد که در آن فرآیند دانشمندان قادر خواهند بود، اتم‌ها و مولکول‌های هر شی را دستکاری و کنترل کنند.
بیش از یک دهه بعد، پروفسور نوریو تانیگوچی در کاوش‌های خود در مورد ماشین‌کاری فوق دقیق، اصطلاح نانوتکنولوژی را ابداع کرد. تا اینکه در سال ۱۹۸۱، با توسعه میکروسکوپ تونلی روبشی که می‌توانست اتم‌های منفرد را ببیند، نانوتکنولوژی مدرن آغاز شد.
بیشتر بدانید
دنیای مجازی بزودی قابل لمس می‌شود!
مفاهیم بنیادی در علم نانو و فناوری نانو
تصور اینکه نانوتکنولوژی چقدر کوچک است سخت است. یک نانومتر یک میلیاردیم متر است. در اینجا چند مثال گویا آورده شده است:
• در هر اینچ ۲۵۴۰۰۰۰۰ نانومتر وجود دارد
• یک ورق روزنامه حدود ۱۰۰۰۰۰ نانومتر ضخامت دارد
• در مقیاس مقایسه‌ای، اگر یک سنگ مرمر یک نانومتر بود، یک متر به اندازه زمین خواهد بود.
علم نانو و فناوری نانو شامل توانایی دیدن و کنترل اتم‌ها و مولکول‌های منفرد است. همه چیز روی زمین از اتم‌ها تشکیل شده است – غذایی که می‌خوریم، لباس‌هایی که می‌پوشیم، ساختمان‌ها و خانه‌هایی که در آن زندگی می‌کنیم و بدن خودمان.
اما چیزی به کوچکی یک اتم قابل دیدن با چشم غیرمسلح نیست. در واقع، دیدن با میکروسکوپ‌هایی که معمولاً در کلاس‌های علوم دبیرستان استفاده می‌شوند، غیرممکن است. میکروسکوپ های مورد نیاز برای دیدن اشیا در مقیاس نانو در اوایل دهه ۱۹۸۰ اختراع شدند.
زمانی که دانشمندان ابزارهای مناسبی مانند میکروسکوپ تونلی روبشی (STM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) را در اختیار داشتند، عصر فناوری نانو متولد شد.
اگرچه علم و فناوری نانو مدرن کاملاً جدید هستند، اما برای قرن‌ها از مواد در مقیاس نانو استفاده می‌شد. ذرات طلا و نقره با اندازه‌های متناوب صدها سال پیش رنگ‌هایی را در شیشه‌های رنگی کلیساهای قرون وسطایی ایجاد کردند. هنرمندان در آن زمان نمی‌دانستند که فرآیندی که برای خلق این آثار هنری زیبا استفاده می‌کنند، در واقع منجر به تغییراتی در ترکیب موادی که با آن‌ها کار می‌کنند، شده است.
دانشمندان و مهندسان امروزی در حال یافتن راه‌های متنوعی برای ساختن عمدی مواد در مقیاس نانو هستند تا از ویژگی‌های بهبود یافته آن‌ها مانند استحکام بالاتر، وزن سبک‌تر، افزایش کنترل طیف نور و واکنش‌پذیری شیمیایی بیشتر نسبت به همتایان‌شان در مقیاس بزرگ‌تر استفاده کنند.
