S myšlenkou, která položila základ nanovědy a nanotechnologií, přišel v roce 1959 americký fyzik Richard Feynman, když představil nadčasovou teorii o tom, že i ty nejmenší objekty disponují dalším místem ve svém nitru. Skutečný průlom v nanotechnologiích však nastal až v roce 1981, kdy Gerd Binning a Heinrich Rohrer vytvořili skenovací tunelový mikroskop (STM), jenž vědcům a výzkumníkům poprvé umožnil vidět atomy na povrchu materiálů. Vědcům se otevřely zcela nové obzory a postupně začali přicházet na to, jak uplatnit nanomateriály v jednotlivých odvětvích.
První produkty s použitím nanotechnologií se na trhu začaly objevovat už začátkem nového tisíciletí. Byly mezi nimi odlehčené automobilové nárazníky odolávající poškození, pevnější tenisové rakety, terapeutická kosmetika s hlubokým průnikem aktivních látek, skleněné povrchy odolné vůči poškrábání či vylepšené displeje pro televizory, mobilní telefony a digitální fotoaparáty. Aktuálně Evropská komise odhaduje tržní hodnotu sektoru nanotechnologií na jeden bilion amerických dolarů, přičemž předpokládá další růst.
Češi v nanotechnologiích excelují
Česká republika se v posledních letech zařadila mezi „nanovelmoci“ a je světovým lídrem ve vývoji a průmyslové výrobě nanovláken. Na vzestupu jsou tuzemské nanotechnologie i v dalších průmyslových oborech. „Čeští nanotechnologové vyrábějí prokazatelně nejlepší hologramy na světě. Češi jsou také první a dosud jediní, kdo zvládl výrobu nanooptiky pro běžná svítidla a čidla. Produkujeme globálně nejúčinnější nanotechnologické čističky vzduchu na bázi fotokatalýzy. V tuzemských nanotechnologických firmách se vyrábí třicet procent světové produkce elektronových mikroskopů,“ nastínil předseda Asociace nanotechnologického průmyslu Jiří Kůs.
V souvislosti s epidemií COVID-19 se zájem o sektor výroby nanovláken znásobil. „Poptávka po českých produktech z nanovláken se za posledních šest měsíců rapidně zvýšila a spolu s ní i zájem o další nanotechnologické výrobky. V některých českých firmách jde o více než tisícinásobné zvýšení poptávky. Široká veřejnost v souvislosti s ochranou proti respiračním onemocněním objevila vysoce účinné nanovlákenné filtry v ústních rouškách a respirátorech nejvyšší třídy ochrany. Díky tomu se lidé začali více zajímat také o ostatní tuzemské nanotechnologie,“ doplnil Kůs.
Vlastnosti nanomateriálů zlepšují život v mnoha oblastech
Potravinářský průmysl dokáže za použití nanomateriálů vyvíjet obaly, které udrží potraviny déle čerstvé. S pomocí nanosenzorů lze zase detekovat úroveň CO2 a měřit teplotu na úrovni buněk. Půda s přídavkem stimulátorů růstu s nanočásticemi zajišťuje rostlinám lepší příjem živin a vody. Lidský organismus může prostřednictvím nanokapslí efektivněji čerpat nutrienty z potravin. Nanomateriály jsou též přidávány do studní za účelem pročištění vody.
Oděvní průmysl dokáže s použitím nanomateriálů zvyšovat odolnost oděvů vůči zašpinění a poškození. Jde o výhodu zejména pro výrobce sportovních oděvů, kteří produkují antibakteriální a funkční oblečení.
Při využívání nanomateriálů ve stavebnictví či architektuře se zase výrazně projevuje jejich ekologický i ekonomický aspekt. Příkladem mohou být laky, které zabraňují oděru povrchů, nebo fasády odpuzující vodu i prach. Nanotechnologie ve stavebnictví také snižují váhu materiálů, prodlužují jejich životnost a zvyšují stěžejní vlastnosti, jako jsou například tepelná a vodní izolace.
Co jsou nanotechnologie
Nanotechnologie umožňují vědcům zkoumat materiály na úrovni atomů a vidět částice, na které je lidské oko krátké. Tyto částice se měří v nanometrech, přičemž 1 centimetr činí 10 milionů nanometrů.
Díky analýze těchto miniaturních struktur jsou vědci schopni vyvíjet látky a materiály s novými a zdokonalenými vlastnostmi a sledovat procesy mikroskopických rozměrů. Oblasti medicíny, informačních technologií, průmyslu či biotechnologií posouvají nanotechnologie mílovými kroky vpřed.
