Mit jelent a szó: nanotechnológia? A „nano” görög eredetű szó, jelentése törpe. Következésképpen valami igen apró részről, mérettartományról van szó. A nanométer a méter egymilliárdod (tíz a mínusz kilencediken) része. Kimondani könnyű, de elképzelni szinte lehetetlen éppúgy, mint a nagyon nagy méreteket, például valamelyik univerzumbeli másik csillagvárost vagy bolygókat, üstökösöket. A nanotechnológia olyan eljárásokkal dolgozik, amelyek segítségével igen apró, nanométer méretű objektumokat (anyagokat, fehérjéket stb.) lehet előállítani.

Nagyon megdöbbentette a kutatókat az a felfedezés, hogy az anyagi világ felépítése, szerkezete szinte egyforma, csak a méretük különböző. Amíg a kozmosz, illetve előtte a Naprendszer szerkezetét megismertük, eszünkbe sem jutott, hogy pontosan ez a szerkezet ismétlődik a szemmel mérete miatt nem látható anyagokat felépítő atomokban.

Mindennek megvan a saját ellentétpárja, olyan, mintha miniatürizálták volna a világmindenséget. Ez a rend, ez az egyensúly tartja össze az anyagot és a világot. Minden, ami az emberiség hajnalán körülvette őseinket, csak a „nagyságával”, vagyis a méretével volt meghatározható, elkülöníthető. Ezért a mérés már igen korán kialakult, sőt, használták is.

Mezopotámiában, Egyiptomban fejlett mérésügyet is találunk, a magyarság honfoglalás előtti élete sem volt elképzelhető mérés nélkül, hiszen a fegyverek, a lószerszámok, a ruhák, a házak készítése sajátos, hagyományos mértékegységek – etalonok – használatát követelték meg.

Az államalapítást követően Szent István indította el a királyi földmértékrendszert. Miután minden nép kialakította a saját mértékrendszerét, a kereskedelem révén kezdték egységesíteni.

A tudományban ugyanez a helyzet, csak sokkal nagyobb szükség volt arra, hogy a megadott értékek mindenütt ugyanazt jelentsék. Bizonyos változtatásokra, egységesítésekre már a mi életünkben is látunk példát.

A nanométeres mérettartomány az atomok és molekulák világát fogja egységbe. A méretskála annyi, mint egy hajszál vastagságának százezred része; elképzelni sem lehet, csak elhinni. A száz nanométer (nm) alatti mérettartományban működő technológiákat nevezik nanotechnológiának. Ebben az új módszerben már nem a méretek jelentik az igazi újdonságot, hanem az anyag átformálásának, tulajdonságai megváltoztatásának a mikéntje. Eddig ezt kívülről befelé haladva próbálták elérni a kutatók, most pedig belülről kifelé, atomokból és molekulákból építve fel parányi gépezeteket. Hogy az utóbbiak látható – érzékelhető – hatást fejtsenek ki a világra, milliárdszámra kellene azokat előállítani. Ezért alapvetően fontos, hogy olyan molekuláris gépezeteket kell létrehozni, amelyek rendelkeznek önreprodukciós képességgel is, tehát saját magukat képesek szaporítani.

Ezt a csodát az élő természetben már megoldotta az intelligens tervező. Gondoltak-e arra, hogy a 4,5 milliárd éves földi evolúció során kialakult élő szervezetek fehérjéi rendkívül sok feladat elvégzésére képesek? Mintha egy nanotechnológus készítette volna őket. Tehát itt van az anyagkutatók előtt a sikeres példa, egyszerűen le kell másolni a jól működő fehérjealapú molekuláris nanotechnológiát.

A közelmúltban a Szegedi Tudományegyetem Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszéke és az Auro-Science Kft. közös fejlesztésében nemzetközi mércével is jelentős titanát nanoszerkezet-gyártó intézet létesült. Ezzel megnyílt a lehetőség arra, hogy hazai előállítású alapanyagokból olyan védő és bevonó anyagokat készítsenek, amelyek alkalmasak a különböző felületek biológiai, kémiai, fizikai öntisztulásra, védik a felületet a víz behatolásától, ugyanakkor megmarad az anyag légzőképessége.

Egydimenziós titanát nanoszerkezetet már 1998-ban előállítottak hidrotermális úton. Azóta az a felület folyamatosan az érdeklődés középpontjában van, mert ezek az anyagok nemcsak tudományos szempontból érdekesek, hanem a gyakorlati alkalmazás okán is. Így állíthatnak elő vízlepergető festéket, baktériumölő bevonatot, öntisztuló felületeket.

A legújabb magyar fejlesztésű titanátgél könnyen felvihető a védendő felületekre, ugyanakkor megtartja a titán-dioxid kedvező hatását. Szinte elképzelhetetlen, hogy ezzel a felületvédelemmel mi mindent spórolhat meg az ipar. A korrózió ismeretlen lesz, a víz beszivárgása is, baktériumok elszaporodását megakadályozhatják, az anyag nem öregszik, nem porlad el. Az UV-ben gazdag fény hatására bizonyos felületbevonó titanát különösen hasznos a gyakorlatban. Ebben az esetben a titanát nanorészecskéket térhálós szerkezetű polimerbe ülteti. A gélből a felhordás után a védendő felület – például beton, kő, vakolat – a hajszálcsövesség hatására elszívja a vizet, és maradandóan magához rögzíti a védendő anyagot. A titanátgél szinte minden szívóképes felületen (homlokzat, tetőcserép, kőburkolat, beton, műtárgyak, autópályazajvédő fal, műemlék épületek, szobrok, kültéri faszerkezetek) használhatóak, ahol a cél a felület hosszú ideig tartó megvédése.

Szinte sokkoló hatású, ha felmérjük, hogy ezzel a technológiával atomonként vagy molekulákként rakhatnak össze a kutatók megkarcolhatatlan autófestéket, szabályozható fényáteresztő napszemüveget, antibakteriális hatású csempefúgát és egyebet.

Brit kutatók új módszert fejlesztettek ki a nanoporózus anyagok előállítására; utóbbiak rengeteg hasznos céllal alkalmazhatóak, kezdve a víztisztítástól a kémiai érzékelőkig. Porózus anyag előállításához több összetevőre van szükség: amikor a kisebb mennyiségben jelenlévő összetevőt eltávolítják, apró pórusok maradnak vissza a helyén.

A kollektív-ozmotikus sokk (COS) nevű módszert a Cambridge-i Egyetem kutatói dolgozták ki. Olyan anyagokban, ahol kis összetevők vannak bezárva, az ozmózis erőhatására létrejövő robbanássorozatok összeköttetést teremtenek a létrejövő üregek a kis anyagok helye és a külvilág között; az eredetileg bezárt összetevők nyitott pórusokkal rendelkező anyagokat hagytak maguk után. Így olyan szűrőket lehet majd előállítani, amelyek például alkalmasak a nehézfémek kiszűrésére a vízből, de hamarosan a tengervíz ihatóvá tételét is megpróbálják elérni nanoszűréssel.

Már a fentiekből is következik, hogy beláthatatlan távlatai vannak a nanotechnológiának. Ezért rendkívül fontos a különböző nemzeti akadémiák együttműködése ezen a téren.

A Magyar Tudományos Akadémiát és még 22 nemzeti akadémiát tömörítő EASAC (Európai Akadémiák Tudományos Tanácsadó Testülete) – alelnöke Pálinkás József, az MTA elnöke – és a JRC (Európai Közös Kutatóközpont) állásfoglalást írt alá „A mesterségesen előállított nanoszerkezetek hatása az egészségre: szempontok a haszon-kockázat elemzéssel” címmel. A két szervezet közötti szorosabb együttműködésről szóló megállapodást 2011. október 18-án írták alá Brüsszelben. A cél, hogy megismertessék a csúcsmódszert a társadalommal.

Ha végiggondoljuk az új csúcstechnológiához szükséges anyagok listáját, kiderül, hogy nem véletlen a ritka fémek, vegyületek birtoklásáért folyó verseny. Egy-egy régen alig használt vagy haszontalannak tartott bányászható ásvány vagy fém nem borzolta a kedélyeket. Ma létkérdés lehet.

Hankó Ildikó