Du kan förvänta dig Elon Musk, affärsmagnaten, ingenjör och serieentreprenör skulle vara ett fan av allt tekniskt. Trots allt, hans radikala företag bygger på att driva vetenskapen till sin gräns. Han står bakom en rad visionära projekt som sträcker sig från Teslas förarlösa elbilar och SpaceXs självlandande återanvändbara raketer till planer för 1, 000kph "hyperloop" tåg. Men det verkar som att det finns en storleksgräns för Musks teknofili. Han twittrade nyligen att han tycker att nanoteknik är "BS".

Människor på Twitter blev lite korsade över detta avskedande av ett forskningsområde som överbryggar teknik, kemi och fysik. Men Musk fastnade för sina vapen, säkerhetskopierar sitt påstående genom att länka till Uncylcopedia, en publikredigerad satirisk webbplats, av alla saker.

Så är nanotek bara ett modeord som används för att jazz upp lite annars tråkig forskning? Eller är det en verklig gren av vetenskaplig upptäckt som faktiskt gör skillnad för världen?

Nano betyder liten, riktigt liten. En nanometer är bara en miljarddels meter. I denna skala har vi att göra med enskilda molekyler och atomer (en kolatom är cirka 0,3 nanometer över). Så nanotek handlar om att ordna materia som är mellan en nanometer och 100 nanometer över i minst en dimension, för att skapa användbara mediciner, elektronik och material.

Tanken att avsiktligt göra vetenskap och teknik i denna skala kan mycket väl ha börjat redan 1959, med ett föredrag där det finns gott om plats på botten av den stora fysikern Richard Feynman. Men, faktiskt, människor i antiken använde nanoteknik för att skapa fantastiska konstverk, utan att inse i vilken skala de manipulerade materia.

Kvantprickar

Idag har vi målmedvetet utnyttjat nanoteknik för att göra några otroliga saker. Ta kvantprickar. De låter kanske som namnet på ett belgiskt indieband men, faktiskt, dessa riktiga och otroligt mångsidiga nanomaterial används i medicinsk bildbehandling, displayteknik och solceller.

En kvantpunkt är en partikel av halvledande material med bara några nanometer i diameter. På grund av deras minsta storlek, de har elektroniska egenskaper som ligger mellan vad du kan förvänta dig för en enda molekyl och ett större bulkmaterial. Ett av de mest användbara resultaten av detta är att prickarna fluorescerar (lyser) med en färg som beror på partikelns storlek. Det betyder att genom att justera storleken på pricken kan du ställa in färgerna de avger. Och den egenskapen gör dem till en idealisk kandidat för användning i din nästa platt -TV.

Nanobioteknik

Naturen har ett hopp på oss när det gäller nanoteknik. Proteinmolekylerna som replikerar ditt DNA, smälta din mat och bekämpa infektioner är alla maskiner i nanostorlek perfekt utvecklade för att göra ett specifikt jobb i dina kroppar. Detta gör dem till idealiska platser att leta efter inspiration när de försöker konstruera något på nanoskala.

Ett bra exempel på detta i praktiken är en teknik som kallas nanopore DNA -sekvensering. Denna teknik involverar proteiner som kallas poriner som normalt används av bakterier för att tillåta material att komma in och lämna cellerna. Porinerna placeras i ett membran för att skapa kanaler eller porer genom det, och ett elektriskt fält appliceras sedan. När DNA tvingas genom porerna ändras den elektriska strömmen som svar på den del av DNA -molekylen (basen) som finns i poren.

Genom att mäta strömmen när molekylen passerar genom poren kan du räkna ut vilka baser som utgör den och sekvensera DNA. Detta kan göras med rasande hastighet - upp till 450 baser i sekunden - med hjälp av en liten stationär enhet.

Grafen

Du kan inte nämna nanotek utan att grafen dyker upp. Det har kallats ett underverk på grund av dess styrka, konduktivitet och elasticitet. Består av tvådimensionella matriser med kolatomer arrangerade i ett bikakemönster, grafenark kan vara bara några atomer tjocka men med en total yta närmare storleken på en affisch.

Vid blandning med hartser och plast, det resulterande materialet blir otroligt starkt och lätt. Grafenbaserade kompositmaterial används redan för en rad tillämpningar, inklusive sportutrustning och fordonskroppspaneler. Samtidigt betyder grafens elektriska egenskaper att det också kan förbättra batteritekniken.

Låter det inte som något en elbiltillverkare kanske vill titta på?

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.