Про властивості речовини на нанорівні, завдання нанонауки й деякі приклади сучасних досягнень у галузі нанотехнологій вітчизняному науково-популярному ресурсові «Sciences.in.UA» розповів перший віце-президент Національної академії наук України, голова Секції фізико-технічних і математичних наук НАН України академік Антон Григорович Наумовець.
«Нано» перекладається з давньогрецької як «карлик» і в сучасній науці позначає одну мільярдну частину. Наприклад, нанометр (1 нм) – мільярдна частина метра. Щоб краще уявити цей масштаб, можна співставити його з елементарними частинками речовини: скажімо, довжину 1 нм матиме ланцюжок із чотирьох атомів заліза.
Інтерес до досліджень у галузі нанонауки, нині надзвичайно поширений у світі, зумовлено тим, що властивості речовини на нанорівні суттєво відрізняються від її ж властивостей на макрорівні, звичному для нашого повсякденного життя, пояснює академік. Так, речовина, що перебуває в дисперсному (подрібненому) стані й поділена на величезну кількість нанорозмірних частинок, колосально збільшує свою площу. А от зміна її властивостей пояснюється зміною властивостей окремих атомів цієї речовини, спричиненою, в свою чергу, зміною зв’язків між ними. Нанопорошок (речовина, подрібнена на нанорозмірні частинки), демонструє високу хімічну активність: якщо її розмістити на відкритому повітрі, то в результаті окиснення почне виділятися багато енергії і, залежно від того, про яку речовину йдеться, може статися не лише її розігрівання, а й вибух.
Ці нові властивості, яких набувають речовини, можна використовувати для різноманітних потреб людства. Дослідженнями за цим напрямом займаються і вчені наукових установ НАН України. Фахівці Інституту газу НАН України, зокрема, створили наношаруватий сорбент – терморозширений графіт, здатний збирати нафту й нафтопродукти з водної поверхні. 1 кг такого порошкоподібного графіту зв’язує від 50 до 70 кг нафти. Далі з насиченого графіту нафту можна за допомогою нагрівання виділити й використати за призначенням. Застосування цього методу дасть змогу очищувати забруднені їхніми виливами водні екосистеми.
Надзвичайного широкого застосування нанотехнології набули в сучасній електроніці. Такі популярні нині комп’ютери й смартфони та іншу техніку оснащено польовими транзисторами – нанорозмірними електронними пристроями, що уможливлюють оброблення й запам’ятовування (запис) інформації.
Особливе значення для людства мають медичні нанотехнології. Одну з них – технологію спрямованого доправлення ліків за допомогою наночастинок, що мають магнітні властивості, – створили науковці Академії. Мета цієї розробки – забезпечити цільове застосування того чи іншого медичного препарату саме до того внутрішнього органу, який його потребує, мінімізувавши можливий небажаний вплив ліків на організм у цілому. Цей метод передбачає використання магнітного поля, за допомогою якого намагнічені нанорозмірні частинки лікарської речовини концентруються і діють у потрібному місці.
Як зауважив А.Г. Наумовець, нанотехнології є надзвичайно перспективним напрямом наукових досліджень – у світі розроблюється величезна їхня кількість. Це демонструє досягнення сучасної науки. «Вчені навчилися дуже контрольовано виготовляти такі нанооб’єкти, нанопорошки, наночастинки й застосовувати їхні особливі властивості на користь людині», – говорить академік.
Більше дізнавайтеся з відеозапису за посиланням: https://youtu.be/zLhrBJEeEZU.