Vznikající obor nanotechnologie byl dlouho považován za obskurní, ne-li dokonce trochu děsivý. Nanotechnologie však prokazují svůj potenciál v různých odvětvích a nutí podniky přemýšlet o tom, jak by jejich organizace mohla využít výhody miniaturních strojů a materiálů. Zde je šest oblastí, ve kterých se nanotechnologie již ukázaly jako obří příslib.
1) Nanomedicína
Pomocí nosných systémů v nanorozměrech lze léky dodávat mnohem cíleněji a účinněji. Nanomedicína kombinuje chemické a mechanické vlastnosti, aby pomohla pacientům a lékařům, kteří se snaží vyrobit léky, které se dostanou na určené místo mnohem rychleji než tradiční injekce nebo pilulky. Na rozdíl od stávajících léků mohou nanočástice překonávat určité biologické bariéry v těle.
I přes nespočet studií však nanomedicína zůstává převážně v teoretické rovině. V současné době se většina prací v oblasti nanomedicíny omezuje na klinické studie a do běžné zdravotní péče teprve pronikne. Přesto se podle zprávy, kterou zveřejnila společnost Transparency Market Research, předpokládá, že celosvětový trh s nanomedicínou dosáhne do konce roku 177,6 miliardy dolarů. Budoucí využití by mohlo zahrnovat léčbu různých onemocnění, jako je Alzheimerova choroba, rakovina a cukrovka, a také řešení antimikrobiální rezistence a nanoinženýrství.
2) Výroba
Velká část diskusí kolem nanotechnologií se týká jejich využití ve výrobě. Provádění procesů v nanorozměrech snižuje náklady, zvyšuje efektivitu a zlepšuje kvalitu materiálů. Například společnost ArcelorMital vyrábí ocel s nanočásticemi, což jí umožňuje vyrábět lehčí, tenčí, ale pevnější nosníky a plechy. Společnost MesoCoat vyvinula nanokompozitní povlak CermaClad pro potrubí v ropném průmyslu, který zajišťuje odolnost proti korozi. Povlak lze nanášet při nižší teplotě a vyšší rychlosti než běžnými metodami, což vede ke snížení nákladů a zlevnění potrubí.
Další zajímavou nanoinovací ve výrobě jsou diamantové hroty v nanorozměrech. Společnost Advanced Diamond Technologies ve spolupráci s výzkumníky z University of Illinois a University of Pennsylvania vytvořila nový typ nanohrotů pro tepelné zpracování vyrobených výhradně z diamantu. Zní to přehnaně, ale nezapomínejme, že diamantové hroty mají průměr 10 nm…
3) Energetika
Jedním z hlavních odvětví energetiky, kde se uvažuje o zvláštním potenciálu nanotechnologií, je solární energie. V nanotechnologických solárních článcích umožňují menší částice a materiály s odlišnou molekulární strukturou vyšší absorpci energie. Bohužel snahy společnosti NanoSolar o uvedení nanosolárních článků na trh selhaly a společnost byla nucena v roce 2013 ukončit činnost. V posledních letech se solární energie těší novému zájmu. V současné době existuje dlouhý seznam solárních společností, které by mohly využít nanotechnologie v rámci svých výrobků.
Kromě solárních technologií se nanotechnologie uplatňují v lithium-iontových bateriích. Candace Chanová, profesorka inženýrství na Arizonské státní univerzitě, vyvinula metodu, jak učinit baterie bezpečnějšími tím, že hořlavou kapalinu v nich nahradí pevnými keramickými nanomateriály, které vedou lithium. Širší využití nanomateriálů ve stavebnictví může také zlepšit účinnost osvětlení i vytápění, protože nanočástice mají mnohem lepší absorpční schopnosti.
4) Elektronika
Ve světě, kterému dominují data, je nezbytné zpracovávat informace rychle a ve velkém rozsahu. Pokud jde o elektroniku, nanotechnologie naštěstí dokáže zajistit menší, rychlejší a výkonnější čipy potřebné pro splnění požadavků na velké objemy dat. S využitím uhlíkových nanotrubiček vyvinula nanotechnologická společnost Nantero paměťový čip NRAM (Nanotube Based Nonvolatile Random Access Memory), který nahradí paměťové čipy Flash s vysokou hustotou.
Intel také rychle rozpoznal výhody elektroniky poháněné nanotechnologiemi. V roce 2014 uvedla na trh první 14nm procesor pro tenké počítače bez ventilátoru. Čip Core M byl o 50 % menší a o 30 % tenčí než jeho předchůdce a rychle byly představeny další plány na 10nm verzi. V roce 2015 pak konsorcium vedené konkurenční společností Intel IBM odhalilo 7nm testovací čip. Tento čip je výsledkem pětiletého výzkumného projektu v hodnotě 3 miliard dolarů. Jinými slovy, díky nanotechnologiím Moorův zákon žije dál.
5) Potraviny
Nanotechnologie pomáhají řešit celosvětový problém plýtvání potravinami tím, že zvyšují trvanlivost a odolnost potravin a jejich obalů vůči bakteriím. Pokud potraviny vydrží déle, spotřebitelé jich méně vyhodí nebo je supermarkety odmítnou. V lahvích, kartonech a obalových fóliích se například používají hliněné nanokompozity, které vytvářejí nepropustnou bariéru pro plyny, jako je kyslík nebo oxid uhličitý. Do obalů byly vloženy nanočástice stříbra, které ničí bakterie, a vyvíjejí se nanosenzory pro detekci bakterií a dalších kontaminantů, jako je salmonela, v balicích závodech.
V pěstitelské fázi lze na farmách a polích použít sítě nanosenzorů a dávkovačů, které rozpoznají, kdy rostlina potřebuje živiny nebo vodu. Dávkovače pak mohou uvolňovat hnojiva, živiny nebo vodu podle potřeby dříve, než rostlina projeví známky nedostatku. Nanopesticidy by mohly snížit chemický dopad na rostliny tím, že se aktivují až po pozření hmyzem.
6) Chytrá města
Všechny výše uvedené příklady ukazují, proč budou nanotechnologie hrát zásadní roli při budování infrastruktury chytrých měst. Chytrá města vytvářejí monumentální množství dat, která musí být přenášena mezi sítěmi a v rámci nich. Technologie milimetrových vln s podporou nanotechnologií, jako je mmLink společnosti Teraphysics, je jedním z příkladů, jak to nanotechnologie může výrazně usnadnit, protože přenáší data bez podpůrné infrastruktury. V roce 2017 zahájila společnost Teraphysics crowdfundingovou kampaň a zahájila také jednání s významnými bezdrátovými operátory. Konečným cílem společnosti je využít síť s podporou nanomateriálů k zajištění páteře pro zavedení 5G.
Další aplikace zahrnují využití nanomateriálů v elektrárnách, zařízeních na úpravu vody a silniční infrastruktuře a také instalaci nanosenzorů ke sledování úrovně znečištění ovzduší a dalších environmentálních ukazatelů.
Jeden malý krok…
Nanotechnologie nejsou jen o malých autonomních robotech. Z hlediska odvětví vyniká jako nejnadšenější osvojitel zdravotnictví. Nedávné aplikace v energetice, zejména pokud jde o solární energii, pomohly vzbudit zájem podniků o nanotechnologie. A protože inteligentní města přecházejí od teorie k realitě, nanotechnologie by mohla poskytnout odpověď na datová dilemata. A nejen to, nanotechnologie již přispívají k udržitelnějšímu životnímu prostředí. Nanotechnologie přesáhly stránky science fiction a představují příležitost v podstatě pro každé odvětví.
.