Vad framkallar ordet "nanoteknik" för dig?

Jag har tillbringat den bästa delen av en vecka med att prata om termen "nanoteknik" och om det är ett verkligt område, en riktig term eller inte.

I sin enklaste mening, nanoteknik innebär att arbeta med material på en miljarddels meter. Prefixet "nano" avser en miljarddel:det är en del av den vetenskapliga mätskalan.

Jag använder termen nanoteknik som ett bekvämt allmänt begrepp för att beskriva mitt forskningsområde. Min forskning handlar om att göra nanopartiklar som kan användas som små kapslar för att leverera läkemedel till celler. Jag arbetar med proteiner och en rad guldnanopartiklar för att försöka uppnå detta mål.

Läs mer:Forskning löser verkliga problem:experter måste arbeta tillsammans för att få det att hända

Säljer nanoteknik

Liksom många vetenskapliga och akademiska termer, nanoteknik (även känd som "nano") är en överanvänd överhypad term i massmedia.

Kosmetikföretag annonserar produkter med "nanoteknik" - kanske i hopp om att förmedla att små robotar reparerar din hud. Dock, det är mer troligt att dessa produkter bara innehåller liposomer - små, dubbelskiktade bubblor av lipid. De är nanopartiklar, inte riktigt nanorobotarna vi skulle tänka oss från science fiction.

Tata Nano -bilen i Indien, och Apples iPod Nano musikspelare använder också prefixet "nano". Det har blivit ett bekvämt prefix, på samma sätt som "mikro" och "smart" är överanvända och effektivt meningslösa marknadsföringstermer.

För att komplicera saker ytterligare, nanoteknik och nanovetenskap är nu populärt synonymt med "miniatyrrobotar som kommer att göra världen till grått" eller små osynliga hot mot vår hälsa och miljö.

Det är sant att det finns en viss oro kring de potentiella miljöeffekterna av felaktigt bortskaffade nanomaterial. Toxikologin hos nanomaterial och regleringsfrågor kring deras användning och bortskaffande är en pågående diskussion.

Men det är frustrerande som vetenskapskommunikatör och forskare att se termen "nano" användas på några av dessa sätt - inte för brist på humor utan på grund av den mängd ansträngningar som krävs för att motverka dessa missuppfattningar är ofta oproportionerligt i förhållande till den lätthet som de missbrukas.

Betyder 'nano' ingenting?

Så gäller termen nanoteknik för allt, och därför betyder ingenting? Medan nano är ett modeord inom reklam och media, det finns en mer specifik förståelse för vad det innebär i vetenskap - eller snarare, teknik.

Nanoteknik är ett brett område som täcker forskning och uppfinningar som utnyttjar de kvanteffekter som sker på nanoskala - det vill säga på nanometer eller miljarddels metersnivå.

På grund av storleken på materialen och partiklarna på denna nivå, kvanteffekterna blir mer uttalade på nanoskala, och kan användas för att skapa helt nya, tunnare material.

Uttrycket "kvanteffekter" hänvisar här till materialets egenskaper som formar smältpunkten, fluorescens, elektrisk konduktivitet och kemisk reaktivitet.

Till exempel, på nanoskala, det finns nya optiska egenskaper - det vill säga reaktioner mellan ljus och material - som kan användas för applikationer som nanobarkodning.

Nanoteknik använder dessa egenskaper för att göra nya material och enheter - allt från mjuk elektronik, plasmoniska supergaller (ultratunna nanomaterial som interagerar med ljus), guld, silver och polymer nanopartiklar, nanotrådar, och så vidare.

I sanning, biomolekyler och virus är originalet, helt naturlig nanoteknik. Biomolekyler som DNA kan lagra den genetiska koden för liv, men DNA -strukturen kan användas för att generera nanotrådar, och DNA kan användas som en bro mellan partiklar för att ansluta dem.

Proteiner kan användas som ställningar för att göra metallstrukturer kända som metallo-organiska ramverk som kan användas som filter eller för att leverera terapier, för att bara nämna två applikationer.

Vi kan också göra material av oorganiska material som guld och silver - det finns nu pennor som gör att du kan rita nanotrådskretsar.

Solskyddsmedel har nanopartiklar, och silvernanopartiklar används som antibakteriella medel i många vardagsartiklar. Litiumbatterier använder nanoteknik för bättre lagring:faktiskt nanotech är avgörande för att förbättra batteriets prestanda och kapacitet.

Och nanotech är användbart för miniatyriseringsenheter och förbättrar deras prestanda. Vi har nu handhållna DNA-sekvenserare som kan användas i fältet. Vi behöver inte längre skicka prover tillbaka till labbet och vänta på resultaten - vi kan sekvensera DNA på plats, tack vare intelligent användning av proteiner i miniatyriserade enheter.

Mest nanoteknisk forskning är tvärvetenskaplig (kombinerar olika expertis), även tvärvetenskapligt (verkar inom många vetenskapsområden). Det kräver att du fördjupar dig i kemi (oorganisk och organisk), elektronik, analytisk kemi, ytkemi, proteinkemi och struktur, nukleinsyrakemi (både DNA och RNA), lipider (fetter), och många fler tekniker.

Så, Det är ofta lättare att använda den övergripande termen "nanoteknik" när man beskriver denna typ av forskning som involverar många discipliner.

Vi använder material i nanoskala, kreativitet och uppfinningsrikedom för att skapa ny teknik, nya material, nya strukturer, och kanske i framtiden, nya sätt att vara.

Tänk på det så här:om du vill krympa enheter, du gör komponenterna i dessa enheter mindre. Nanoteknik använder bara komponenter i nanometerstorlek för att bygga dessa enheter, med hjälp av de kvanteffekter som är framträdande i denna skala.

Nanoteknik samlar alla dessa funktioner för användbara applikationer.

Nano är inte bara "BS"

Vid kolytan, forskning är mestadels spännande idéer som kräver tråkig optimering; försöker tillverka små föremål från en bottom up -process (det vill säga byggnad i nanoskala) snarare än uppifrån och ned (förädling av befintliga material).

Inom nanoteknik, vi behöver inte bryta upp stora material i små bitar, vi försöker generera dem från botten med hjälp av kemi. Den här typen av arbete kan vara tråkigt, men när det fungerar för första gången, det är som magi.

Så nanotek kan, ibland, som Elon Musk antydde, vara en "BS" catch-all term.

Men det är också ett fält som många forskare och ingenjörer arbetar med varje dag, och som många universitet erkänner. Det växer, växande fält fullt av spännande och intelligenta nya uppfinningar.

På många sätt, det är ett verkligt allvarligt försök att korsa både organiskt och oorganiskt tillsammans till enheter som efterliknar naturens utsökta förädlingar. Det är svårt - och spännande.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.