Új tulajdonságú anyagok, eltérő elveken működő eszközök - ez a nanotechnológia
A nanotechnológia vívmányai mára az élet és a tudomány minden területén jelen vannak a hétköznapi naptejektől az élelmiszer- és ruhaiparon át a génsebészetig. A globális nanotechnológiai piac értéke 2025-re elérheti a 306 milliárd eurót.

 

Az atomi szinten, a hétköznapitól gyökeresen eltérő tulajdonságú anyagokkal dolgozó technológia folyamatos és gyors fejlődése forradalmasítja az orvostudomány, az energetika, a gyártás és az anyagtudomány területeit, így egy innováció és tudásalapú gazdasági fejlődés motorja is lehet. A világ nanotechnológiai piacának értéke 2025-re elérheti a 306 milliárd eurót, a globális nanotechnológiai piaci részesedés 70%-a az elektronikus, az orvosbiológiai és az energetikai alkalmazásokhoz tartozik. Ez a technológia a tudomány és az élet számos területén jelen van: a napkrémekben nanoszemcsék védik a bőrünket a káros sugárzástól, a nanokompozitokat pedig az orvosi implantátumokban, nagy terhelésű anyagokban és a gépjárműgyártásban is használják.

„A nanotartomány a hétköznapitól merőben eltérő viselkedést mutat. Ezt kiaknázva új tulajdonságú anyagokat, eltérő elveken működő eszközöket hozhatunk létre. Ez emeli a nanotechnológiát a fizikai, kémiai és biológiai kutatások, illetve a K+F+I tevékenységgel foglalkozó cégek homlokterébe” – emelte ki Halbritter András, a BME Fizika Tanszék egyetemi tanára.

A nanovilág lehetővé teszi, hogy új alapokra helyezzük az adattárolást és a számítógépek működését – az agy működését imitáló (neuromorfikus) számítástechnika az agysejtekhez hasonló tanulási és felejtési folyamatokat valósít meg atomi méretű memrisztorrendszerek segítségével. A milliméter egy százezred - 1 milliomod részét kitevő nanorendszerek előnye, hogy kis területen, akár egy pénzérme felületén is rengeteg elfér belőlük.

Új irány a nanotechnológia fejlesztésében

A mai legfejlettebb chipek nagy számítási teljesítményét épp az garantálja, hogy több nanoméretű tranzisztor dolgozik rajtuk, mint ahány ember él a Földön. Az Európai Bizottság adatai szerint a nanoanyag-ágazat jelenlegi közvetlen foglalkoztatottsága Európában 300 000-400 000 főre becsülhető, ez a szám a következő években és évtizedekben az iparág fejlődésével párhuzamosan növekszik majd.

„A félvezetőipari nanométeres pontosságú technológiák minőségellenőrzésére fókuszáló atomerő-mikroszkópiai fejlesztéseinkhez is nagy szükségünk van erős elméleti alapokkal és gyakorlati tapasztalattal rendelkező szakemberekre, akik újító szemlélettel segítik a legmodernebb ipari elvárásoknak való megfelelés megvalósulását, együttműködve a jelenlegi közel 200 fizikusunkkal és 400 mérnökünkkel.” – mutatott rá Kükemezey István, a Semilab elektromos méréseket összefogó divíziójának vezetője.

Ma már minden modern autó több mint 50 MEMS-érzékelővel (mikro-elektromechanikai rendszerek) van felszerelve. Az automatizált vezetéshez jelenleg nagy pontosságú inerciális érzékelőkre van szükség, amelyek példátlan stabilitási és pontossági szintet kínálnak.

 

 

A Bosch élen jár és piacvezető a MEMS-érzékelők gyártásában, ezért szükségünk van olyan szakemberekre is, akik ismerik a nanotechnológiát, a litográfiát, a félvezetők fizikáját, és erős méréstechnikai háttérrel rendelkeznek. Mindemellett szeretnének valami újat alkotni, innovátorok lenni, és a dinamikusan változó technológiai kihívásokra kreatív módon reagálnak” – hangsúlyozta Karaffy Zoltán, a Robert Bosch Kft. mérnöki validációs központ osztályvezetője.

“A grafén felfedezése, és az ehhez kapcsolódó 2010-es Nobel-díj egy teljesen új irányt indított el a nanotechnologia terén. Ma már a legkülönbözőbb kétdimenziós anyagok egymásra építésével lehet komplex tulajdonságokkal rendelkező nanoáramköröket létrehozni. A kétdimenziós elektronika területe a kvantumszámítástechnika, a spin alapú elektronika (spintronika) és a hajlítható és átlátszó elektronika terén is komoly alkalmazásokat vetít előre”  emelte ki Makk Péter, a BME docense, aki kétdimenziós elektronikai kutatásaival a napokban nyerte el az Európai Unió egyik legjelentősebb kutatási támogatását, az ERC consolidator grant-et.

Az előrejelzések szerint 2026-ra az orvosi nanotechnológia piaca elérheti több, mint 460 milliárd eurós értéket. A nanotechnológia egészségügyi alkalmazása olyan betegségek gyógyításában is áttörést hozhat, mint a Parkinson és az Alzheimer kór, vagy a cukorbetegség. Ezen kívül olyan, új diagnosztikai eljárások és eszközök születnek, mint a mágneses nanorészecskékkel végzett lokális termoterápia, vagy a mesterséges dobhártya.

 

 

A technológia új megoldásokat nyújthat a megújuló energiarendszerek legfontosabb problémáira is. Olcsóbb napelemeket hozhatunk létre nanoszemcsék felhasználásával, illetve növelhetjük a napelemek hatékonyságát. A nanoanyagok olyan módszerek kidolgozásában is segíthetnek, amelyekkel új megújuló energiaforrások válnak elérhetővé, mint a levegő széndioxid tartalmából készült üzemanyag.

„A nanotechnológia fejlődését a képzéseink terén is követjük. Hat éve indítottuk a Nanotechnológia és anyagtudomány specializációt a fizikus mesterképzés keretében, a 2023 szeptemberétől induló fizikus-mérnök képzés pedig már alapképzés szintjén elérhetővé teszi a nanotechnológiai ismereteket.

– A hallgatók az elméleti alapok elsajátítása mellett nanotechnológiai áramköröket készíthetnek, megismerkedhetnek a létrehozásukhoz szükséges vegyi műveletekkel és laboratóriumi gyakorlatban vehetnek részt a Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet (MFA) tiszta terében. A nanotechnológia területén a legfrissebb felfedezések akár pár éven belül új ipari alkalmazásokat eredményezhetnek, így hallgatóinknak az izgalmas kutatási területek megismerésén túl kiváló elhelyezkedési lehetőségeket is kapnak” – mutatott rá Halbritter András.

(Forrás: BME)

Szimulációs szoftverrel állapították meg egy csésze tea keverésének leghatékonyabb módját
A tea első látásra az egyik legegyszerűbben elkészíthető ital: kell hozzá forró víz, tealevél, esetleg cukor, méz, tej vagy citrom, mindezt kicsit meg kell kevergetni, és kész is. De hogyan célszerű keverni? Körkörösen vagy oda-vissza kanálmozgatással?
A kerékpározás jövője
A kerékpározás az egyik legnépszerűbb és leginkább környezetbarát közlekedési forma, amely évről évre egyre több embert vonz.
Az MI lehet a kulcs az egyszemélyes vállalkozások nyári pihenéséhez
Ma Magyarországon 620 ezer regisztrált egyéni vállalkozó töri a fejét azon, hogyan pihenhetne a nyári időszakban legalább egy-két hetet. A megoldás nem lehetetlen, azonban némi előkészületet és a mesterséges intelligencia által kínált lehetőségek használatát is igényli – derül ki a Billingo összefoglalójából.
Új vállalatirányítási szemlélet hódít: felkészülés az AI-korszakra
Alig van túl a vállalati szektor az agilis átálláson, az egyre szélesebb körben alkalmazott forradalmi technológiai megoldások máris újabb szemléletváltást sürgetnek.
Bevezetés a virtuális üzembe helyezésbe
A virtuális üzembe helyezés átalakítja a tervezési folyamatot azáltal, hogy számítógépes szimulációkat alkalmaz a gyártási rendszerek tesztelésére és optimalizálására, mielőtt azok fizikailag megépülnének.