Je to už 43 rokov od pamätnej prednášky laureáta Nobelovej ceny za fyziku Richarda Feynmana „There is plenty room at the bottom", ktorú predniesol na výročnom zasadnutí American Physical Society v Kalifornskom Institute of Technology (Caltech), v ktorej predpovedal možnosť vytvárania materiálov a mechanizmov na úrovni atómov a molekúl. Feynman sa vtedy vyjadril, že to bude možné až vtedy, keď bude k dispozícií experimentálna technika, ktorá umožní manipulovať s „nano" štruktúrami a merať ich vlastnosti.

V 80. rokoch minulého storočia boli takéto prístroje vyrobené. Tieto prístroje, ako napr. Rastrovací tunelový mikroskop (STM), Electron Backscattered Diffraction system (EBSD), mikroskop využívajúci atómové sily (AFM), optický rastrovací sondový mikroskop blízkeho poľa (NSOM) a iné umožňujú skúmanie a analýzy nanoštruktúr. Súčasne prebiehajúca expanzia kapacity počítačov potom dovoľuje sofistikované simulácie materiálových vlastností v nanorozmeroch 1 až 100 nm, keď 1 nm je 10-9 m.

Nenotechnológia je oblasť výzkumu, ktorá v sebe zahrňuje veľké množstvo vedných disciplín ako sú fyzika, chémia, biológia, elektronika a iné. Z toho vyplýva, že táto oblasť vyžaduje interdisciplinárny prístup k riešeniu týchto odborne veľmi náročných problémov. Pred 10 – 15 rokmi sa vedci všetkých vedných disciplín začali postupne s narastajúcou intenzitou zameriavať na nanotechnológie a nanomateriály. Bol rozpoznaný skrytý potenciál problematiky a vo veľkom počte krajín boli vyhlásené výskumné programy zamerané na túto oblasť.

Nezaostali ani nadnárodné aktivity, ako napr. 5. rámcový program výzkumu a vývoja EÚ, program COST, programy European Scientific Foundation (ESF) atď. Prioritné orientácie na nanotechnológie nájdeme aj v tematickom zameraní 6. rámcového programu výskumu a vývoja EÚ. Na oblasť nanotechnológie a nanomateriálov je tiež v rozsiahlej miere sústredená aj inštitucionálna podpora výskumných pracovísk, vznikajú siete zamerané na rôzne vedné odbory v oblasti nanotechnológií, vydáva sa množstvo monografií a na oblasť nanorozmerov sa orientujú novovznikajúce periodiká a klasické časopisy.

Čo je vlastne nanotechnológia?

Vzhľadom na to, že ide ešte o pomerne novú problematiku, je na mieste si vysvetliť aspoň stručne dva pojmy, a to „nanotechnológia" a „nanomateriály".* Nanotechnológia je štúdium a použitie materiálov, zariadení a systémov s rozmermi rádovo nanometrov (1 nm = 10-9 m).* Nanotechnológia je populárny termín pre vytváranie a využitie funkčných štruktúr s minimálne jedným charakteristickým rozmerom meraným v nanometroch.* Nanotechnológiu si môžeme predstaviť ako všeobecný popis aktivít na úrovní atómov a molekúl, ktoré majú uplatnenie v reálnom svete.* Nanotechnológia je rozvíjajúci sa obor výzkumu a vývoja zameraný na riadenie štruktúry materiálov v nanorozmeroch (0,1 až 100 nm, a to aspoň v jednom rozmere).

* Nanotechnológia je tiež vnímaná ako skupina rozvíjajúcich sa technológií (technológie v tuhom stave látky, biotechnológie, chemické technológie a iné), ktoré metódami zhora dole (top – bottom) a zdola hore (bottom – top) konvergujú k nanorozmerom. V súčasnej dobe sa skladá nanotechnológia zo štyroch hlavných oblastí: nanoelektroniky, nanomateriálov, molekulárnej nanotechnológie a mikroskopov pracujúcich s rozlíšením v nanometroch.

Trošku špecificky sa zastavíme pri problematike nanomateriálov. Nanomateriály sa vyznačujú nasledujúcimi spoločnými znakmi:

a) Stavebnými časticami sú nanočastice s definovanými vlastnosťami: rozmermi, tvarom, atómovou štruktúrou, kryštálovou mriežkou, medzifázovým rozhraním, homogénym, resp. nehomogéným zložením a chemickým zložením. Rozmery sú limitované v oblasti od molekúl k pevným časticiam menším ako 100 nm. Z dôvodu malých rozmerov v niektorých prípadoch počet povrchových atómov prevyšuje počet atómov vo vnútornom objeme.