Nanovetenskaplig forskning involverar molekyler som bara är 1/100 av storleken på cancerceller och som har potential att avsevärt förbättra kvaliteten på vår hälsa och våra liv. Nu ser nio framstående nanovetare fram emot vad vi kan förvänta oss under det kommande decenniet, och dra slutsatsen att nanovetenskapen kommer att göra viktiga bidrag på många områden, inklusive sjukvård, elektronik, energi, mat och vatten.

Betydande framsteg har redan gjorts inom nanomaterial, rapportförfattare Paul Weiss, som innehar en UC -presidentstol och är en framstående professor i kemi och biokemi vid UCLA, och Dr Andre Nel, chef för nanomedicin vid David Geffen School of Medicine vid UCLA. I journalen ACS Nano , Weiss, Nel och deras kollegor säger följande:

• Nanopartiklar kan utformas för att rikta infektionssjukdomar. Nanomaterial kan rikta in lungorna på att leverera kraftfulla antibiotika och antiinflammatoriska läkemedel kan bekämpa bakteriell och virusinfektion.
• Nanopartiklar kan leda till effektivare behandlingar av neurologiska störningar som Parkinsons sjukdom och Alzheimers sjukdom, liksom artrit.
• Det framväxande området immuno-onkologi kommer sannolikt att ge framsteg som aktiverar kroppens immunsystem för att attackera tumörceller. Viktiga fördelar med nanopartiklar är att de kan binda selektivt till receptorer som överuttrycks på tumörer och kan levereras till samma cell vid en förutbestämd dos och tidpunkt, även om betydande vetenskapliga utmaningar kvarstår.
• Mikroelektronikindustrin har tillverkat produkter med nanoskala strukturer i decennier - en marknad som för närvarande värderas till cirka 500 miljarder dollar årligen. Forskarna säger att det fortfarande finns gott om plats för stora förbättringar, inklusive många möjligheter inom kreativ design av enheter för databehandling och informationslagring.
• Nanoteknik kommer sannolikt att fånga, konvertera och lagra energi med större effektivitet, och kommer att bidra till att på ett säkert sätt producera hållbar och effektiv storskalig energiproduktion för att möta den ökande globala efterfrågan på energi.
• Nanotekniska principer används vid avsaltning och rening av vatten, och nanotekniken kommer att göra stora bidrag till att leverera rent vatten globalt.
• Tekniken kommer troligen att bli allt mer utbredd, med spridningen av "nano-aktiverade smarta enheter" inom sådana områden som telekommunikation, konsumentklammer och informationsteknik.
• Nanovetenskapens framsteg kan leda till framsteg inom livsmedelssäkerhet och minskade livsmedelsföroreningar. Sensorteknik kan utformas som utnyttjar förändringar på ytan av nanostrukturer så att de kan upptäcka sjukdomsframkallande patogener innan de sprids. Sensorteknik i nanoskala kan också leda till förbättringar inom agrokemikalier.

Forskarna diskuterar behovet av att säkert implementera nya nanomaterial och presentera idéer för att göra det. De uppmanar också forskare att kommunicera sin forskning med allmänheten.

Nanovetenskap har sammanfört forskare, ingenjörer och kliniker från många områden, och kommer att fortsätta passera många akademiska gränser.

"Fältet är redo att göra bidrag långt bortom de nanoskalavärldar som vi har utforskat hittills, "sa Weiss, som också är en framstående professor i materialvetenskap och teknik vid UCLA. "Detta är upptäcktstiden för nanovetenskap och nanoteknik."

Forskarna förespråkar starkt federalt stöd för nanovetenskap, och förutsäga betydande framsteg mot stora vetenskapliga mål kommer att uppnås i slutet av detta decennium. De förespråkar också grundforskning för att producera för närvarande oförutsedda upptäckter.