Med nanoteknologi er det umulige mulig

Hvorfor finne opp limet på nytt når vi kan kopiere naturen? Ved hjelp av nanoteknologi – en verden av atomer og molekyler – kan kjente materialer få nye og unike egenskaper.

Tekst: Trine-Lise Gjesdal, foto: Thinkstock
Første gang publisert i VI OVER 60 november 2014

Ordet nano er gresk og betyr dverg. Ikke så underlig når én nanometer er en milliarddels meter. Eller for å forklare det på en annen måte: Se for deg størrelsesforholdet mellom en fotball og jordkloden. Omtrent slik er forholdet mellom en nanopartikkel og en fotball. Vi befinner oss i kvantefysikkens verden der atomene og molekylene – de aller minste byggeklossene i naturen – opererer. Gjennom nano­teknologi kan man utnytte egenskaper som opptrer på dette nivået. Vi kan fremstille og manipulere atomer og molekyler, lage nye materialer som har nye egenskaper.

Daglig nano
Selvrensende vinduer, brilleglass som ikke dugger eller får riper og ski som glir usedvanlig bra. Det finnes en rekke produkter der nanoteknologi er med. Vi omgir oss med nanoprodukter på så å si alle samfunnsområder. Nano benyttes til elektronikk, fornybar energi, kosmetikk, næringsmidler, helse og tekstiler, for å nevne noe. I tekstilindustrien finner vi for eksempel klær, sportsutstyr, undertøy og sokker av nanomaterialer som skal hindre bakterievekst. Samme antibakterielle virkning finner vi også i hvitevarer. Nanosølv brukes blant annet i dagens vaskemaskiner og kjøleskap.

KOPIERER NATUREN
Nanoteknologi henter inspirasjon fra naturen. Gekkoen kan f.eks. gi oppskriften på fremtidens lim, ifølge Teknologirådet. Gekkoens evne til å bevege seg på veggen skyldes elektromagnetiske krefter. Øglen har små hår under føttene. Hvert hårstrå ender i en børste av enda mindre hår som tilslutt ender i små plater som er om lag fem nanometer tykk. Positive og ­negative ladninger på platene trekkes mot motsatte ­ladninger på veggen. Derfor kleber føttene. Kraften som oppstår er ­ganske svak, men siden det finnes flere milliarder flater, blir den totale effekten stor. Det fascinerende er at mens platene holder igjen når tyngdekraften prøver å dra gekkoen ned, slipper de lett når øglen løfter foten. Nå forsøker industrien å fremstille gekkotape som kleber seg til overflaten med små hår. Ideen er at en slik tape ikke mister sin limeevne over tid.

– Matvareemballasje blir belagt med nano­partikler. Emballasje kan gis egenskaper som gjør at den tar knekken på bakterier, reduserer oksygennivået i pakningen eller at produktet i emballasjen forteller hvor ferskt det er ved at partiklene endrer farge om det har skjedd en oksidering, forklarer Christian Simon. Han er forskningssjef ved Avdeling for nano- og hybridmaterialer ved SINTEF.

Robotkapsler
Det spås at nanoteknologi vil skape en ny medisinsk virkelighet og det jobbes med nye og enklere metoder for å diagnostisere og behandle sykdommer. Såkalte nanokapsler er for eksempel i stand til å foreta reiser i kroppen og frigjøre medisiner akkurat der de skal virke. Ved SINTEF Materialer og kjemi arbeider forskere med å utvikle en ny generasjon kapsler som angriper kreftsvulster med kirurgisk presisjon. Kapslene, som inneholder kreftmedisin, er blant annet fremstilt av ørsmå dråper superlim. Limet er av samme type som brukes til å lime sammen sår.

– Forskerne har fremstilt små dråper av lim (nano­dråper) som brukes i kapslene. Limdråpene blandes med medisinen og herdes, før kapselen sendes inn i kroppen. Over tid brytes limet ned i kroppen og medisinen frigis når den ankommer det syke området, forteller Simon. Han forklarer at fordelen med nanomedisin er at man slipper å gi pasienten mer medisin enn nødvendig. Nanokapselen sørger for målrettet behandling ved at den går rett på tumoren. Den nye måten å transportere medisin på er allerede testet på mus og rotter med gode resultater. Ifølge forskere ved SINTEF åpner dette også for nye former for behandling av sykdommer i hjernen, slik som Alzheimers og Parkinsons.