NANOTEKNOLOGIA

Zer da nanoteknologia?

Gaur egun, oro har, bi definizio erabiltzen dira. Alde batetik, materia eskala nanoskopikoan kontrolatuz (molekulen tamainan, alegia) materialak, gailuak eta sistemak egiteko gaitasuna da nanoteknologia. Bigarren definizioaren arabera, materiak maila horretan dituen propietateak eta fenomenoak ustiatzea da.
Nanoteknologia atomoen eta molekulen (nanomaterialak) eskalan lan egiten duen teknologiari deritzo. Eskuarki, nanoteknologiak 100 nanometro baino txikiagoak diren egiturekin lan egiten du.

Nanoteknologiak material eta osagai asko sortzeko ahalmena du, batez ere elektronikarako, medikuntzarako eta energiaren sorrerarako. Hala ere, kezka dago nanomaterial horiek osasunerako eta ingurumenerako kaltegarriak izan ote litezkeen ala ez. Kontuan hartu behar da materialen propietateak tamainaren arabera aldatzen direla, beraz ondo aztertu eta ezagutu behar dira hain eskala txikian kaltegarriak ez izateko.

Hau honela izanda, naturaren aurka jokatzearen aldeko eta kontrako iritziak daude. Batzuk, etorkizunerako progesutzat hartzen dute eta abantailatzat hartzen dute bizitzaren luzatzea. Baina, jarrera kontrajarriak dutenek, bizi iraupena luzatzea ea zoriontasuna ekartzen al duen planteatzen dute. Gainera haien ustetan, prozesu naturalen aurka egitea ez da etikoa.

Historia: Teknologiaren garapena.

Gailuak gero eta txikiagoak egitea aspaldiko erronka da. Gaur egun poltsikoetan eramaten ditugun asko ez ziren aspaldian etxe batean sartzeko modukoak. Erlojuen historia, esate baterako, oso adierazgarria da. XIV. mendean kanpandorreetako lehen erlojuak zabaldu ziren. Teknologiari begiratzen badiogu, ordea, duela 400 bat urteko esku-erlojuen tamaina harrigarria da. Ezagutzen den zaharrena Alemaniako Nurenberg hirian egin zen 1504. urtean. Baina XIX. mende arte ez zen erlojuak seriean egiteko modurik izan. Gaur egungo erloju txikienak ia ez dira ikusten eta txipen barrunbeetan gordeta egoten dira.

Teknokratek XX. mendea injeniarien mendetzat jo dezakete, dudarik gabe. Material berriek eta Fisikako kontzeptu berriek etekin oparoa eskaini dute ehun urte horietan. Eraikin erraldoien eta poltsikoan gordetzeko moduko garun artifizialen mendea da. Horrekin batera, gizartea ere horren isla izan da. Besteak beste, fikzioak zientziari begira izan du garapena neurri handi batean. Bonba atomikoaren beldurra eta bidaia espazialen lilura jaso eta barreiatu ditu.
Nanoteknologiaren jatorrizko ideia lehenengo aldiz Richard P. Feynman fisikariak, 1965. urteko Fisikako Nobel saridunak, aipatu zuen. Feynman-ek elektrodinamika kuantikoaren esparruan egiten zuen lan, baina biokimika ere izugarri zuen gogoko. 1959. urtean Kaliforniako Institutu Teknologikora joan zen hitzaldia ematera. Hitzaldi horren izenburua "Hor behean toki asko dago" (There is plenty of room at the botton) zen. Feynman-ek aipatu zuen makina handiak, beste makina txikiagoak egiteko gai direnak, egin daitezkeela. Makina horiek beste txikiago batzuk egiteko erabil daitezke eta abar. Hala, atomoak eta molekulak zuzenean maneiatzeko tresnak izango ditugu azkenean. Ideia berri hori azkar zabaldu zen fisikarien artean.
1966. urtean adibide polita kaleratu zen zinearen bitartez. Pelikula ospetsu batean ebakuntza medikoa egiteko itsaspeko oso bat txikitu eta odolean sartzen zioten gaixoari. Antzeko zerbait egiteko proiektuez hitz egin da aurtengo egunkarietan. Bidezkoa al zen hain makina txikiak egitea? Ideia polita izan arren, fikzioaren kontuak ziren.

Garai hartako fisikariak, ordea, partikula azpiatomikoekin lanean ari ziren. Nahiz eta burutazio teoriko asko asmatu, oso zailtzat jotzen zuten manipulazio mota hori eta, segituan, partikulen esperimentuetara itzuli ziren. Hala ere, hirurogeita hamarreko hamarkadan sortu ziren behar teknologikoek, ADNarekin zerikusia zutenek adibidez, nanoteknologiaren aitzindarien garapena jorratzea eskatzen zuten.

Ikerketaren eskutik, mekanika kuantikoak etekin berriak eman zituen eta 1981. urtean atomoak banaka mugi zitzakeen makina asmatu zen. Oinarri fisikoa tunel efektua zen, alegia, partikulek potentzial-langak zeharkatzeko duten ahalmen estatistikoa. Atomoak "ikusteko" gai den mikroskopioa garatu zen. Ez da hori gailu horren ahalmen bakarra, atomoak "harrapatu" eta mugitzeko ere erabil baitaiteke.

NANOELEKTRONIKA.

Nanoelektronika osagarri elektronikoak sortzeko nanoteknologian oinarritzean datza, arrunki transistoreak izaten dira. Nanoteknologiaren definizioa 100 nm baino gutxiagoko teknologia erabiltzea bada ere, nanoelektronikak atomoen arteko interakzioak eta propietate kuantikoak sakonki aztertu behar dituzten osagarri elektronikoak biltzen ditu. Hori dela eta, TSMCren edo Pentium 4ren CMOS90 osagarria ez da osagarri nanoelektroniko bat nahiz eta 90 nm edo 65 nm baino txikiagoak izan daitezkeen.

Batzuek nanoelektronika teknologia disruptiboa dela deritzote, nanotransistoreak eta transistoreak oso ezberdinak direlako. Nanosagarrietako batzuek molekula hibridoen/erdieroaleen elektronika, nanokableak/nanohodiak, edota elektronika molekularrean oinarritzen dira.

Gailu nanoelektronikoak:

Irratiak

Nanoirratiak garatu dituzte karbonozko nanohodiak erabiliz.

Ordenagailuak

Nanoelektronikaren xedeetako bat elektronika konbentzionalarekin egiten diren mikroprozesagailuak baino potentzia handiagokoak egitea da. Horretarako CMOS teknologiako osagarrien ordez, nanolitografia modu berriak, nanohodiak bezalako nanomaterialak edota molekula txikiak aztertzen ari dira. Eremu-efektuko transistoreak egin dituzte karbonozko nanohodiak eta heteroestrukturadun nanohodi erdieroaleak erabiliz.

Energia elektrikoaren sorrera

Ikertzaileak nanohodiak eta beste nanoestrukturadun materialak ikertzen ari dira eguzki-zelula merkeagoak eta eraginkorragoak sortzeko, siliziozko eguzki-zelulen ordez.
Halaber, energia sortzeko bio-nano sorgailuak nola egin litezkeen ikertzen dihardute.

Mediku-diagnostikoak

Gizakientzako aplikaziorik onuragarrienak garatze bidean daude. Biomolekulen kontzentrazioak detektatzen dituzten gailu nanoelektronikoak sortzeko interesa dago etorkizunean mediku-diagnostikoetan erabili ahal izateko. Aplikazio hori nanomedikuntza kategorian barne egongo litzateke. Bide berean doan ikerketa batek, zelula bakar batekin elkarri eragiteko gai den gailu nanoelektronikoak garatzea du helburu, biologiako ikerlanetan erabili ahal izateko. Gailu horiek nanosentsore dute izena eta osasuna bistaratzeko, biziraupenerako eta defentsarako erabili ahalko lirakete

NANOMEDIKUNTZA

Nanomedikuntza nanoteknologiaren zati bat da, gaixotasunak gorputzaren barnetik sendatzea ahalbidetzen duen maila zelular eta molekular batean. Medikuntzaren barnean dauden aurrerapenen artean arrakastatsuenetakoa da. Osasun eremuan nanoteknologia aplikatzea biziki baliagarria gerta daiteke, diagnostiko zehatzagoak egiteko edo terapia eraginkorragoak eragiteko, botika premiazkoa den toki zehatzera joan dadin (horrek, noski, alboko efektuak murriztu egingo lituzke) edo zelulekin komunikatzeko gauza liratekeen materialak sortzeko, ehunen birsorkuntza eragin dezaten, adibidez.

Arazo etikoak :

Agian, medikuntzaren alor honek eragin ditzakeen arazo etikoak batzuk besteen arteeko desadostasunak izan daitezke.
Nanoteknologia atomoen eta molekulen (nanomaterialak) eskalan lan egiten duen teknologiari deritzo. Eskuarki, nanoteknologiak 100 nanometro baino txikiagoak diren egiturekin lan egiten du.

Nanoteknologiak material eta osagai asko sortzeko ahalmena du, batez ere elektronikarako, medikuntzarako eta energiaren sorrerarako. Hala ere, kezka dago nanomaterial horiek osasunerako eta ingurumenerako kaltegarriak izan ote litezkeen ala ez. Kontuan hartu behar da materialen propietateak tamainaren arabera aldatzen direla, beraz ondo aztertu eta ezagutu behar dira hain eskala txikian kaltegarriak ez izateko.

Hau honela izanda, naturaren aurka jokatzearen aldeko eta kontrako iritziak daude. Batzuk, etorkizunerako progesutzat hartzen dute eta abantailatzat hartzen dute bizitzaren luzatzea. Baina, jarrera kontrajarriak dutenek, bizi iraupena luzatzea ea zoriontasuna ekartzen al duen planteatzen dute. Gainera haien ustetan, prozesu naturalen aurka egitea ez da etikoa.

Nanoproduktuen zerrenda

Merkatu-azterketa baten arabera, hainbat produkturen etiketan iragartzen da nanoteknologiari esker garatutako produktuak direla. Zerrenda bat egin dute produktu horiekin Woodrow Wilson erakundeko adituek, eta, guztira, berrehun eta hamabi produktu aurkitu dituzte merkatuan. Joan den urtean antzeko azterketa bat egin zuen beste erakunde batek, eta produktu-kopurua erdia-inguru zen. Beraz, argi dago nanoteknologiaren presentzia zabaltzen ari dela.
Nanoteknologiarekin lortutako produktu horietako asko informatikarekin lotutakoak dira: prozesagailuak, flash memoriak... Ez da harritzekoa; izan ere, nanoteknologiaren sorreratik argi ikusi zen ordenagailuen munduari bultzada emango ziola.
Etxetresna elektrikoak ere badira, hala nola, hozkailuak, arropa-garbigailuak, xurgagailuak eta airea girotzeko aparatuak. Eta kirolerako hainbat tresna eta osagarri ere bai: golfeko makilak, teniseko erraketak, bizikleta-osagarriak, arropak, oinetakoak...
Kosmetika ez da atzean geratu, eta nanoteknologiari esker garatutako produktuen zerrenda horretan hogeita hamaika edertzeko produktuak dira, hamar produktutik bat baino gehiago. Aurpegirako kremak, eguzkitik babesten dutenak, makillajea, ezpainetako margoak... eta baita elikaduraren osagarriak ere, besteak beste.
Egia esan, halako produktuetan lehen ere erabiltzen ziren nano eskalako partikulak, baina, marketinaren ikuspegitik, ezaugarri hori nabarmentzea komeni da orain, puntako produktu baten irudia ematen baitu.

Mikroartea

Nanoteknologia eta horren erabileraz lor daitezkeenak askotan izan ditugu hizpide, baina oraingoak marka guztiak hausten ditu. Globulu gorrien tamainako zezenak irudikatu dituzte, 10 mm luze eta 7 mm altu direnak, zehatzago esanda.
Irudien oinarritzat uretano akrilatozko erretxina erabili dute, eta erretxin hori bi fotoien bidezko absortzioaz baliatu dira fotopolimerizazioa egin eta hiru dimentsioko irudiak lortzeko.
Txip eta zirkuituak egiten dituztenek sinadura gisa irudi txikiak egiten dituztela bagenekien, baina tokitan geratu da haien ‘txikitasuna’!

Egilea: Asier I.C