Nábřeží Dr. E. Beneše 24
Přerov, 751 62




Nanotechnologie – revoluce 21. století


Na květnové konferenci Institutu mezinárodního výzkumu v Praze přednesl prof. Kavan úvahu o tom, že revoluční změny ve vědě a technologii nastávají asi dvakrát během století a tak vzniká nová kvalita života společnosti. Pro 21. století to bude bezesporu nanotechnologie jako nejbouřlivěji se rozvíjející obor lidské činnosti.

Nanotechnologie využívají principů, které zná příroda od nepaměti – například samovytváření nových struktur, což však v průmyslovém měřítku je nesmírně obtížné a vyžaduje zvládnout řízení tvorby nových struktur. Přitom musíme mít na paměti, že na nano úrovni se částice a nanostruktury chovají jinak. Mnohé fyzikální zákony jakoby zde neplatily a mnoho těch, které se uplatňují, neznáme. U velmi malých částic se začínají projevovat jejich vlnová povaha, atomové síly, vlastnosti chemických vazeb a pokud zvládneme řízení vzdáleností kvantových hladin, můžeme ovlivňovat řadu významných makroskopicky pozorovatelných a užitečných využitelných vlastností.

Dlouhodobým posláním chemického průmyslu je využívat nano „stavebních bloků“ k vytváření organizovaných nanostruktur, které mohou sloužit k výrobě komerčních výrobků. To vyžaduje zvládnout procesy založené na využití molekul, které mají za určitých okolností schopnost samouspořádání ve vytváření vnitřních struktur o požadovaných vlastnostech. Musí se jednat o technicky schůdné procesy manipulující s nanočásticemi tak, aby se z nich vytvářely uspořádané funkční celky.

Velmi často aplikovaným materiálem je TiO2, který je dnes již používán jako nejlepší UV absorbér (kosmetika, nátěrové hmoty, vlákna, plasty), ve fotokatalýze (samočisticí a antibakteriální povrchy, čištění vzduchu nebo vody), solární články nové generace, lithiové baterie, LED displeje, světelné diody, vlákna, stavební materiály atd.

V posledních letech je část veřejnosti, zejména v průmyslově vyspělých zemích, ovlivňována publikacemi žánru science-fiction a psaním ne zcela seriózních novinářů a autorů, kteří zveřejňují senzačně laděné články o nebezpečnosti nanotechnologií. To zapůsobilo na různé instituce, vládní i nevládní, které se začaly sociálními, etickými a dalšími důsledky nanotechnologií seriózně zabývat.

Sociální aspekty je třeba posuzovat za použití vyváženého přístupu mezi cíli, které vedou k očekávanému společenskému užitku a neočekávanými souvislostmi, které mohou být kombinací neočekávaného užitku a rizik. Například nanotechnologie slibují významný pokrok v syntéze léčiv a jejich transportu v těle na nemocné místo, v lékařské diagnostice, regeneraci tkání a jejich nahrazování. Na druhé straně, do buněk mohou pronikat nežádoucí nanočástice, případně nová nanostrukturní tkáň nemusí být biokompatibilní. Proto součástí vývoje musí být zkoumání rizik a cest k jejich eliminaci.

Vývoj nanomateriálů je však nesmírně náročný a nákladný a zejména komerční aplikace jsou obvykle mnohem náročnější než u tradičních materiálů – vyžadují často revoluční změny u uživatelů a seriozní verifikaci nových užitných vlastností. Do roku 2015 budou proto téměř všechna průmyslová odvětví více či méně aplikovat nanomateriály. Inteligentní materiály budou odpuzovat špínu a pachy, laky budou moci měnit barvy, s pomocí nanotechnologií bude možné dopravovat léky v těle přesně na místo určení, nové světelné diody je budou rovněž využívat a zároveň šetřit energii. Spektrum využití je široké – stejně tak totiž bude možné replikovat nebo imitovat biologické struktury. Můžeme říci, že konkurenceschopnost jednotlivých výrobců bude do značné míry závislá, jak budou schopni na tento revoluční vývoj reagovat. Proto také vývoj nanomateriálů je součástí programu České technologické platformy pro udržitelný chemický průmysl.

Ing. Antonín Mlčoch, CSc


Profesor Lubomír Špaňhel s řešitelským týmem Ing. Martin Surýnek (na snímku vlevo) a Ing. Pavel Kovář při projednávání zprávy o stavu vývoje UV absorbérů a dopovaných heterostruktur s TiO2.


Zpět