25 juli 2017

5 fascinerende toepassingen van nanotechnologie

"Kanker ontdekken al voordat je klachten hebt"

Wat is nanotechnologie?

Nanotechnologie (in het kort ‘nanotech’) is een technologie die het mogelijk maakt te werken met deeltjes kleiner dan 100 nanometer. Even voor de beeldvorming: één nanometer is een miljoenste (!) van een millimeter. Dat is iets groter dan een atoom. Nanotech komt voort uit ontwikkelingen op allerlei gebieden, zoals scheikunde, biologie, fysica en bouwkunde. Het is dus geen opzichzelfstaande technologie. Nanomaterialen hebben enkele gezamenlijke eigenschappen (met name dat ze allemaal héél klein zijn), maar hun kenmerken en toepassingen kunnen enorm verschillen. Wij hebben de vijf meest interessante toepassingen voor jou op een rij gezet!

1. Kanker ontdekken al voordat je klachten hebt

Onderzoekers hebben ontdekt hoe je met grafeendraden kanker detecteert. Grafeen is een nieuw soort synthetisch materiaal, gemaakt van flinterdunne koolstofvellen. Het is ontzettend sterk en ook nog eens superlicht, waardoor het ook veelbelovend is voor de vliegtuig- en ruimte-industrie.

Met behulp van de grafeendraden kan een versnelde groei van individuele hersencellen vastgesteld worden, wat duidt op kanker. Ook wordt er gewerkt aan de ‘elektrische neus’, een blaastest voor lonkanker. Door de ziekte te ontdekken voordat symptomen ontstaan wordt de kans op genezing groter.

Niet alleen voor de detectie, maar ook voor de behandeling van kanker kan nanotech veel betekenen. Zo kunnen nanodeeltjes worden ingebracht in tumoren, die na aanraking door een laser warmte genereren. Hierdoor sterven de kankercellen, zonder dat gezond weefsel wordt aangetast. Ook kunnen nanobolletjes worden ingebracht die heel gericht medicijnen in het lichaam afgeven.

2. Schoon drinkwater voor arme landen

Geen mens kan zonder schoon drinkwater. Helaas is het in sommige delen van de wereld erg schaars. Maar daar komt wellicht verandering in. Er is (per toeval) ontdekt dat nanostaafjes water kunnen verdampen door een wisselwerking van kleine oppervlakten en vochtige lucht. Een speciaal systeem opgebouwd uit miljarden van deze staafjes zou dus drinkwater kunnen onttrekken aan de lucht.

Ook kunnen we dankzij nanotech drinkwaterverspilling en -vervuiling tegengaan. Koperen en zilveren nanodeeltjes, die bij blootstelling aan de zon warmte genereren en organische moleculen verdampen, kunnen geïmpregneerd worden in onze kleding. Je reinigt dan je kleren enkel met een beetje zonlicht! Niet alleen bespaart dit zo’n 60 liter water per wasbeurt, het voorkomt ook nog dat het water vervuild wordt door de afvoer van wasmiddelen en gifstoffen uit onze kleding.

3. Zelf-reparerende elektronica

Tegenwoordig zijn veel SmartPhones waterbestendig (of op z’n minst spatwaterbestendig), maar wat als je toch onverhoopt waterschade oploopt? Dan is het ideaal als je telefoon slim genoeg is om zichzelf te repareren! Met nanotech kan het allemaal.

Door waterstofperoxide toe te voegen aan microscopische motoren van platina, worden microdeeltjes geholpen bij het herstellen van een verstoord circuit. Erg handig als je je telefoon in de wc laat vallen… Het komt ook goed van pas bij apparatuur in de ruimte, die je niet zo makkelijk naar de aarde haalt voor reparaties.

Niet alleen apparaten kunnen zichzelf straks herstellen. Wat dacht je van de infrastructuur? Minuscule sensoren in het wegdek kunnen beschadigingen signaleren en een seintje geven aan nano-machines, die de schade direct herstellen. Het is niet ondenkbaar om de onzichtbare genietjes zelfs in je lijf te stoppen! Ze sporen ziektes op, die in de kiem gesmoord worden.

4. Gratis energie uit wegen en vloeren

We zijn constant opzoek naar manieren om zo milieuvriendelijk mogelijk energie te winnen. Door microchips en het Internet of Things zal ons energieverbruik alleen maar toenemen. Gelukkig kunnen we dit dankzij nanotech compenseren.

Vloeren en wegen kunnen groene energie opwekken. Met cellulose nano-vezels in houtpulp kunnen elektrische ladingen geproduceerd worden. De energie wordt opgewekt uit de druk die op het oppervlak (een weg of een gewone vloer) wordt uitgeoefend. Een simpele en goedkope oplossing voor een belangrijk probleem.

Verder kan het energieverbruik verlaagd worden door de komst van nieuwe structuren en materialen, geïnspireerd op de werking van hersens. Computers kunnen dankzij nanotech op een nieuwe manier ontworpen worden, waardoor ze veel minder energie verbruiken.

5. Goud maken

Goud maken!? Je leest het goed! De wonderen zijn de wereld nog niet uit. Waar wetenschappers al jaren het hoofd over breken is nu een doorbraak bereikt. Met behulp van nanotechnologie is het mogelijk atomen te her-programmeren, waardoor andere metalen exact dezelfde eigenschappen krijgen als goud. Het is niet zo dat je ijzeratomen letterlijk omzet in goudatomen. Wat er gebeurt is dat de atomen uit metaal, bijvoorbeeld uit ijzer, worden ‘losgemaakt’  en opnieuw in elkaar worden gezet. Op die manier kun je bijvoorbeeld bepalen welke kleur en smeltpunt het nieuwe metaal krijgt. Het is recyclen op een nieuw niveau.

Goed nieuws dus: je verroeste vierwieler is straks goud waard! Maar wat is goud straks waard? Dat is natuurlijk de vraag als het met een druk op de knop van de lopende band rolt. Enfin, dat zullen we nog even moeten afwachten. Zó’n enorme vaart zal het nou ook weer niet lopen.

 

Verder kijken in de toekomst?

Lees ook:

Geen scifi maar reality