ננוטכנולוגיה

Gnome-edit-clear.svgערך זה זקוק לעריכה: ייתכן שהערך סובל מפגמים טכניים כגון מיעוט קישורים פנימיים, סגנון טעון שיפור או צורך בהגהה, או שיש לעצב אותו.
אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה.
הרכבה עצמית של סופר-מולקולה

ננוטכנולוגיה, או בקיצור ננוטק, הוא שם כולל לתחום המחקר והטכנולוגיות העוסקים במערכות שגודלן האופייני הוא בין ננומטרים בודדים לעשרות ננומטרים[1]. מחקרים וטכנולוגיות אלו משתייכים למגוון שטחי המדעים וההנדסה החל ממחקרים בפיזיקה והנדסת חשמל כגון התקנים מוליכים למחצה, דרך מחקרים ופיתוחים הקשורים לביולוגיה מולקולרית ולרפואה כגון ריצוף מהיר של DNA או שיטות מחקר וניטור חדשות של תהליכים ביולוגים ועד מחקרים הקשורים לכימיה כגון הנדסה של חומרים חדשים בעלי תכונות רצויות כגון חוזק.

תחומי מחקר

המחקר והיישומים בננוטכנולוגיה עוסקים במגוון של תופעות שהן זניחות או כלל לא קיימות בגדלים מקרוסקופיים. כך לדוגמה:

  • כוחות כמו מתח פנים וכוחות ואן דר ואלס הופכים בגדלים אלו לחשובים יותר (תחת תנאים כאלו, למשל, המהירות תהיה פרופורציונלית לכוח המופעל על עצם ולא התאוצה כמו שקובע החוק השני של ניוטון).
  • אפקטים של מכניקת הקוונטים הופכים למכריעים (תחת תנאים כאלו, למשל, ההתנגדות של מוליך חשמלי לא תהיה פרופורציונית לאורכו כמו שקובע חוק אוהם).
  • מאחר שזיהומים ופגמים כגון מיקומי אטומים וסדקים זעירים הם סטטיסטיים, הרבה יותר קל לשלוט בהם בגדלים ננומטריים, וכך חלקיקים ננומטריים של חומר יכולים להיות בעלי תכונות שונות מאלו של החומר כשהוא מקרוסקופי.

התופעות הללו ואחרות כגון אלו גורמות לשינויים דרסטיים בתכונות החומר בגודל נאנומטרי.

תחום זה מעניין חוקרים ומהנדסים כיוון שהגדלים המאפיינים של מערכות רבות בתחומים שונים הם ננומטריים. בביולוגיה מולקולרית (למשל הגודל האופייני של החלבונים, של וירוסים ושל ה-DNA), בפיזיקה (האורך על פניו נקבעות תכונות של חומרים כגון הולכת חשמל או הולכת חום) ובכימיה (למשל, האורך האופייני בו יש אינטראקציות בתמיסה).

בנוסף מחקרים ופיתוחים רבים שואבים השראה מהדמיון הזה בגדלים האופייניים של המערכות הביולוגיות, הפיזיקליות והכימיות, אשר טומן בחובו אפשרויות להכליא ביניהן כדי לפתח טכנולוגיות חדשות ושימוש בידע ובפרוצדורות מוכרות מתחום מסוים כדי להפיק תועלת ולחקור תחומים אחרים.