Nanotechnologie

Nanotechnologie představují vědní obor, zabývající se záměrným vytvářenín a využíváním částic a struktur v měřítku 1 nm až 100 nm (10-9 až 10-7 metru). Oblast nanosvěta je v následujícím obrázku zvýrazněna šedě. Nanostruktury jsou dostatečně malé na to, aby se v nich mohly uplatňovat kvantové jevy.

Rozměry nanosvěta

Cílem nanotechnologií je vytvořit objekt nebo strukturu s novými vlastnostmi, které lze pochopit a využít. Jak na to se můžeš dozvědět u nás.

První funkční nanosenzor škodlivých plynů na světě tvoří monovrstva grafenu na oxidu křemičitém. (ZANJANI, S.M.M. et al., 2017. 3D integrated monolayer graphene–Si CMOS RF gas sensor platform. npj 2D Materials and Applications [online]. 1(1), 36. ISSN 2397-7132doi:10.103 8/s41 699-017-0036-0). Tyto vrstvy patří mezi dvoudimenzionální materiály, které připravujeme také u nás na  CXI TUL. Za experimenty s 2D nanomateriály byla 2010 udělena Nobelova cena za fyziku 

Využití nanotechnologií a nanomateriálů

je velmi rozsáhlé, už dnes se s nimi setkáme v:

  • elektronice (paměťová média, spintronika, bioelektronika, kvantová elektronika),
  • zdravotnictví (cílený transport léčiv, umělé klouby, chlopně, náhrada tkání, desinfekční roztoky nové generace, analyzátory, ochranné roušky),
  • strojírenství (supertvrdé povrchy s nízkým třením, samočisticí nepoškrabatelné laky, obráběcí nástroje),
  • stavebnictví (nové izolační materiály, samočistící fasádní nátěry, antiadhezní obklady),
  • chemickém průmyslu (nanotrubice, nanokompozity, selektivní katalýza, aerogely, kosmetické krémy a laky s UV filtrem),
  • textilním průmyslu (nemačkavé, hydrofobní a nešpinící se tkaniny),
  • elektrotechnice (vysokokapacitní záznamová média, fotomateriály, palivové články),
  • optice (optické filtry, lasery a LED, fotonické krystaly a fotonická vlákna, integrovaná optika),
  • automobilech (nesmáčivé povrchy, filtry čelních skel),
  • kosmickém průmyslu (katalyzátory, odolné povrchy satelitů),
  • vojenství (nanosenzory, konstrukční prvky raketoplánů),
  • životním prostředí (biodegradace, odstraňování nečistot, značkování potravin).

Prognózy vývoje nanotechnologií

Křivka vývoje nanotechnologií

Obrázek ukazuje (Today) naši současnou situaci v rámci technologického vývoje nanotechnologií.

Trh nanotechnologií v budoucnosti

Vývoj trhu nanotechnologií

Obrázek ukazuje prognózu trhu zboží souvisejícího s nanotechnologiemi pro roky 2010-2015, včetně podílu jednotlivých sektorů na celkové hodnotě zboží. Odhady: Konzervativní (Conservative case); National Science Foundation; Agresívní (Aggresive case), ceny uváděně v v tisících miliard dolarů (1012 = 1 000 000 000 000 $).

Investice do nanotechnologií dnes

Prostředky z vládních zdrojů vložené na rozvoj poznání nanotechnologií za rok přesahují celosvětově 11 000 000 000 dolarů ročně (Cientifica Ltd 2011).

Celosvětové státní investice do nanotechnologií v letech 20002015 v miliardách dolarů znázorňuje následující graf (Cientifica Ltd 2011).

Investice do nanotechnologií

 

Trh s výrobky obsahující nanotechnologie

Odhad vývoje trhu s výrobky obsahující nanotechnologie v miliardách dolarů. Zdroj: LUX Research, 2004 a NSF Nanotechnology Research Directions for Societal Needs in 2020.

 

Zaměstnání v oblasti nanotechnologií

Počet míst v nanotechnologiích v milónech (modré sloupce) a podíl nanotechnologií na celkovém počtu míst v procentech (oranžové body). Zdroj: LUX Research, 2004

Co myslíte, jsou nanotechnologie perspektivní obor?

Studujte nanotechnologie na TUL

Spolupracujeme s firmami

Informace pro: