La nanociència és generalment definida com l’estudi de la matèria i els fenòmens a la nanoescala, que s’entén com l’interval entre 1 i 100 nanòmetres. Aquesta escala, en què pertanyen objectes formats per relativament pocs àtoms o molècules, és especialment rellevant perquè és l’escala on hi tenen lloc moltes de les reaccions biològiques fonamentals dels éssers vius i on es desbloqueixen moltes propietats quàntiques dels materials. Per descomptat, la nanociència no és un camp separat de les altres ciències, sinó que inclou les parts d’altres com la física, la biologia, la química o l’enginyeria que són rellevants en el seu domini.
Objectes de diferents dimensions ordenats al llarg de l’escala en nanomètres
Tot i el seu caràcter multidisciplinari, la recerca a la nanoescala comporta reptes nous que no es troben convencionalment en altres camps. Un mateix material es pot comportar de maneres molt diferents si se li redueix la mida: algunes propietats canvien, i efectes que són poc importants a la macroescala passen a primer pla. De la mateixa manera que l’alumini, que a escala macroscòpica és relativament poc reactiu però crema violentament en forma de pols, hi ha materials que esdevenen més reactius en formar objectes nanoscòpics. Altres propietats que també canvien son la conductivitat elèctrica i tèrmica, l’absorció de radiació o la resistència mecànica. Això, per una part és un repte perquè implica que els nanomaterials són, a vegades, més complicats de manipular, més sensibles a pertorbacions i, ocasionalment, més perillosos que les seves versions a gran escala. Però a la vegada, aquestes noves propietats són el major atractiu de la nanociència: la motivació per treballar a escala reduïda no és, al capdavall, la falta d’espai, sinó el gran ventall de possibilitats que s’obre.
I és aquí que deixem de parlar només de nanociència, i comencem a incloure la nanotecnologia, que es pot definir com el seguit de tècniques i instruments que permeten la caracterització i manipulació de la matèria a la nanoescala. A través de tècniques microscòpiques i espectroscòpiques que utilitzen sondes o partícules com electrons i fotons, podem estudiar, caracteritzar i visualitzar els materials a escala nanoscòpica. Algunes d’aquestes tècniques també permeten manipular i dissenyar nanomaterials controlant-ne l’estructura i, per tant, les seves propietats.
Instrumentació utilitzada per a fabricar i caracteritzar materials a la nanoescala
No és estrany que sovint no es faci una distinció clara entre la nanociència i la nanotecnologia i que, especialment al domini públic, es parli només de nanotecnologia, o senzillament de la nano. Així doncs, a la pregunta “Què és la nano?”, hi ha diverses respostes possibles, però totes tenen en comú un nou enfocament o aproximació al coneixement científic i tècnic que inclou un esforç interdisciplinari en la recerca i el desenvolupament de materials en la nanoescala.
Introducció a la nano
Introducció a la nano
La nanociència és generalment definida com l’estudi de la matèria i els fenòmens a la nanoescala, que s’entén com l’interval entre 1 i 100 nanòmetres. Aquesta escala, en què pertanyen objectes formats per relativament pocs àtoms o molècules, és especialment rellevant perquè és l’escala on hi tenen lloc moltes de les reaccions biològiques fonamentals dels éssers vius i on es desbloqueixen moltes propietats quàntiques dels materials. Per descomptat, la nanociència no és un camp separat de les altres ciències, sinó que inclou les parts d’altres com la física, la biologia, la química o l’enginyeria que són rellevants en el seu domini.
Tot i el seu caràcter multidisciplinari, la recerca a la nanoescala comporta reptes nous que no es troben convencionalment en altres camps. Un mateix material es pot comportar de maneres molt diferents si se li redueix la mida: algunes propietats canvien, i efectes que són poc importants a la macroescala passen a primer pla. De la mateixa manera que l’alumini, que a escala macroscòpica és relativament poc reactiu però crema violentament en forma de pols, hi ha materials que esdevenen més reactius en formar objectes nanoscòpics. Altres propietats que també canvien son la conductivitat elèctrica i tèrmica, l’absorció de radiació o la resistència mecànica. Això, per una part és un repte perquè implica que els nanomaterials són, a vegades, més complicats de manipular, més sensibles a pertorbacions i, ocasionalment, més perillosos que les seves versions a gran escala. Però a la vegada, aquestes noves propietats són el major atractiu de la nanociència: la motivació per treballar a escala reduïda no és, al capdavall, la falta d’espai, sinó el gran ventall de possibilitats que s’obre.
I és aquí que deixem de parlar només de nanociència, i comencem a incloure la nanotecnologia, que es pot definir com el seguit de tècniques i instruments que permeten la caracterització i manipulació de la matèria a la nanoescala. A través de tècniques microscòpiques i espectroscòpiques que utilitzen sondes o partícules com electrons i fotons, podem estudiar, caracteritzar i visualitzar els materials a escala nanoscòpica. Algunes d’aquestes tècniques també permeten manipular i dissenyar nanomaterials controlant-ne l’estructura i, per tant, les seves propietats.
No és estrany que sovint no es faci una distinció clara entre la nanociència i la nanotecnologia i que, especialment al domini públic, es parli només de nanotecnologia, o senzillament de la nano. Així doncs, a la pregunta “Què és la nano?”, hi ha diverses respostes possibles, però totes tenen en comú un nou enfocament o aproximació al coneixement científic i tècnic que inclou un esforç interdisciplinari en la recerca i el desenvolupament de materials en la nanoescala.