Nanoteknologien opptar forskere verden over, både fysikere, kjemikere, biokjemikere, biologer og ingeniører. Det er ikke én teknologi forbeholdt én enkelt disiplin innenfor den naturvitenskapelige forskningen, men en felles betegnelse for de forskjellige forskningsområdene som arbeider på atomnivå.
Nanoteknologien handler altså om å kunne styre verden helt ned på atomnivå, på det som kalles "nanoskalaen". Dessuten handler den om å kunne fremstille materialer og strukturer, hvor man med presisjon ned på atomnivå kan bestemme hvor atomene, eller de forskjellige lag av atomene, skal sitte. Og man gjør det for å få nye funksjoner i materialene - funksjoner som man ikke kan få til på noen annen måte.
Forskernes visjoner
Nanoteknologien kalles "det 21. århundrets teknologi". Visjonene om at mennesket i fremtiden skal kunne frigjøre seg fra de kjente strukturene og bestemme et ønsket materiales funksjoner selv, har også gitt fantasien ny næring. De mest spekulative og science fiction-orienterte forskerne sparer ikke på oppsiktsvekkende uttalelser om hva nanoteknologien kan føre med seg:
* Smarte materialer med nye, intelligente funksjoner som vil gjøre alt lettere og annerledes.
* Små maskiner som kan sendes inn i menneskekroppen og helbrede kreft, eller gjenopplive de døde ved å reparere de ødelagte cellene.
* "Think-maker"-maskiner hvor man bare forteller maskinen hva man vil ha ut i den andre enden, og ut kommer den ønskede nye CD-spilleren - eller middagsmaten fiks og ferdig.
* Slutt på forurensning og matmangel. Problemene med overbefolkning løses ved kolonisering av planeter og måner, og transporten dit klarer man ved hjelp av store elevatortårn, bygd opp av karbon - samme stoff som finnes i diamanter.
* Fly laget av materialer som kan reparere seg selv.
Disse forskerne mener at konsekvensen av nanoteknologien vil være en helt annerledes verden enn den vi kjenner i dag. Ja, det er på sett og vis science fiction. Men uttalelsene gir også næring til drømmene våre og hjelper oss til å se og forstå perspektivene i grunnforskningen som nå foregår på et mer jordnært plan.
Nanoskalaen
Nano betyr "dverg" på gresk og brukes som prefiks i metersystemet på samme måte som giga, mega, kilo, milli og mikro. En nanometer er en milliarddels meter. Eller sagt på en annen måte: 1 x 10 -9 meter.
Diameteren på et menneskehår er cirka 80 mikrometer. En nanometer er altså 80.000 ganger mindre. Men håret er samtidig ti ganger større enn diameteren av det minste atomet, hydrogenatomet. Vi skal helt opp i størrelsesorden 20.000 nanometer før det menneskelige øye kan se det vi snakker om.
Mindre og hurtigere brikker i datamaskinen
Til nå har utviklingen av databrikker ført til at de har blitt dobbelt så hurtige omtrent annethvert år. Hvis dette fortsetter, kan man forutse at man innen de neste 10-15 år ikke kan komme lenger ned i størrelse med den nåværende trykke-(litografiske) teknikken. Innenfor elektronikkindustrien forsker man derfor i alternativer til den tradisjonelle silisium-brikken, og det har allerede vært snakk om kvante-datamaskiner - datakretser basert på kunstig DNA, eller oppbygd av en tredje modifikasjon av grunnstoffet karbon - Carbon 60.
Den elektroniske industrien er den største industrien i verden i dag. Kravene om hele tiden å gjøre databrikkene i de elektroniske komponentene både mindre og hurtigere, har medvirket til å gjøre den til en vesentlig faktor i den nanoteknologiske utviklingen.
Sensorer - verdens minste laboratorium
Sensorer er små enheter som kan reagere spesifikt på ganske små mengder av en bestemt type stoff, på temperaturendringer eller på forskjellige former for elektromagnetisk stråling. Vi kjenner prinsippet fra våre egne sanser: syn, lukt, smak eller følelse. Vårt immunforsvar er også et eksempel på de naturlige sensorer som kjennetegnes ved at de øyeblikkelig reagerer på påvirkninger utenfra.
Innenfor biokjemien forsøker man å etterligne de naturlige sensorene. Man satser for eksempel på å utvikle kjemiske sensorer som reagerer på et bestemt antistoff som kun forekommer ved bestemte sykdommer. En bloddråpe vil være nok til lynhurtig å avgjøre om man har med en bestemt sykdom å gjøre eller ikke. Hvis man pakker tilstrekkelig mange sensorer sammen på en enkelt databrikke, har man det som tilsvarer et helt laboratorium, og den vil få plass på en 20-kroners mynt! Pasientene vil ikke være avhengige av analysemetodene som benyttes på de medisinske laboratoriene i dag. De er, sett i forhold til de perspektivene nanoteknologien åpner opp for, både langsommere og mer brysomme.
Nanoteknologiske produksjonsformer
Nanoteknologien åpner muligheter for en langt mer rasjonell produksjonsform, hvor mengden miljøfarlig avfall er minsket til nesten ingenting. Hvis man kan bruke teknologien til å fremstille nettopp det man har bruk for - og intet annet - vil man kunne oppnå et relativt større utbytte i forhold til de ressurser man bruker i produksjonen i dag.
Men miljøaspektet er vesentlig på mer enn en måte. Det handler ikke bare om å forurense mindre når man produserer materialer på nye måter. Det handler også om på kortere sikt å forminske eller helt unngå den forurensning som er resultatet av dagens produksjonsprosesser. Likevel er miljøperspektivet ennå ikke noe som driver forskningen på det nanoteknologiske feltet videre i noen særlig grad.
Forskning på tvers
Forskerne skiller mellom det de kaller "nano-science" og den konkrete nanoteknologien. Nanoscience er ren grunnvitenskapelig forskning, mens nanoteknologi er en mer bruksorientert forskning. Resultatene av den siste er ennå begrenset. Viktigere er den meget store viten den bidrar med.
Nanovitenskapen bygger broer mellom de gamle oppdelingene mellom fagområdene innen det naturvitenskapelige område. På nanoskalaen blir skillet mellom fysikere, kjemikere, biokjemikere og biologer brutt ned, og forskerne vil i langt høyere grad enn tidligere oppleve at de har bruk for å kjenne hverandres arbeid i den videre forskningen. Mange av områdene overlapper hverandre, og derfor vil forskningsprosjektene ofte være tverrfaglige.
Men utover at man nå begynner å se på tvers av de tradisjonelle oppdelingene innen naturvitenskapen, trenger andre spørsmål seg på. Det er spørsmål som ellers har vært henvist til det humanistiske område.
Etiske spørsmål
På samme måte som med genteknologien reiser det seg nemlig en rekke etiske spørsmål i forbindelse med nanoteknologien. Begge teknologiene er stadig så pass unge at man bare kan gjette på hva de kan utvikles og brukes til. Et perspektiv på utviklingen av de tidligere omtalte sensorene er at man hjemme ved kjøkkenbordet kan teste seg selv for arvelige sykdommer - for eksempler anlegg for å utvikle kreft. Bruksmulighetene strekker seg langt inn på det biologiske og medisinske området, og perspektivet er at vi selv blir utstyrt med muligheten for å stille vår egen diagnose. Men hvor går grensen mellom det mulige og det ønskelige?
