ナノテクノロジー
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表・話・編・歴
ナノテクノロジー (nanotechnology) は、物質をナノメートル (nm, 1 nm = 10−9 m)の領域すなわち原子や分子のスケールにおいて、自在に制御する技術のことである。ナノテクと略される。そのようなスケールで新素材を開発したり、そのようなスケールのデバイスを開発する。
ナノテクノロジーは非常に範囲が広く、半導体素子を分子セルフアセンブリ法という全く新たなアプローチで製造することや、ナノスケールのナノ素材と呼ばれる新素材を開発することまで様々な技術を含む。
いまだに一部の新素材やコンピュータのプロセッサに応用されている程度の段階だが、将来はこの技術によりナノサイズのロボットで治療を行ったり、さらには自己増殖能を持たせて建築に利用することができるようになると予想されている。21世紀をかけて大きく発展する分野と考えられている。
ナノテクノロジーの将来については議論もある。ナノテクノロジーによって様々な便利な新素材やデバイスが生まれることが期待される一方で、環境や人体への影響が懸念されている[1]。また世界経済への影響やナノマシンが制御不能となる危険性なども懸念されている。このため、ナノテクノロジーに対する特別な規制の要否についても議論が続いている。 物質をナノメートルレベルで制御する利点は幾つかある。例えば、現在コンピュータなどで利用されている電子回路のトランジスタは、だいたい数十nm程度の大きさであるが、これを1/10にすることができれば、コンピュータを現在よりもずっと小型化し、必要な電力や発熱を抑えることが可能となる。同様に、記憶装置などでも小型化・高機能化が期待される。 また、物質を数ナノメートルの大きさにすると、量子効果と呼ばれる特殊な現象が発現する。例えば、近年の電子デバイスで利用されている、電子の閉じこめによるエネルギー準位の離散化があらわれる大きさや、トンネル効果があらわれる距離は、ナノメートルの領域である。電子材料以外にも、ドラッグデリバリーシステムに代表されるような医療への展開もさかんに試みられている。 物質を原子レベルの大きさで制御しデバイスとして使うという考えは、リチャード・P・ファインマンがアメリカ物理学会のカリフォルニア工科大学での会合で1959年12月29日におこなった講演"There's Plenty of Room at the Bottom[2]にすでにみられている。
目次
1 目的
2 起源
3 基本
3.1 大きいものから小さいものへ: 素材の観点
3.2 単純なものから複雑なものへ: 分子の観点
3.3 分子ナノテクノロジー: 長期的展望
4 研究分野
4.1 ナノ素材
4.2 ボトムアップ的アプローチ
4.3 トップダウン的アプローチ
4.4 機能的アプローチ
4.5 生体工学的アプローチ
5 ツールと技法
6 用途
7 投資状況
8 危険性についての懸念
8.1 人体や環境への影響
8.2 規制に関する議論
9 脚注・出典
10 参考文献
11 関連項目
12 外部リンク
目的
起源 フラーレン C60 は炭素元素同素体の一種。各種フラーレンの研究もナノテクノロジーの範疇とされる。
