Hopp over innholdet

Ordforklaringer og definisjoner

Artikkelen tilhører Hva er nanoteknologi?, postet 15. jun 2009

Tore Tennøe
KONTAKTPERSON:

Tore Tennøe

Nano er gresk for «dverg». En nanometer er en milliarddels meter. Nanoteknologien opererer på en skala fra 100 nm, som omtrent tilsvarer størrelsen på virus, ned til størrelsen på atomer, ca. 0,1 nm. Til sammenlikning er tverrsnittet av et hårstrå ca. 100.000 nm. Størrelsesforholdet mellom en nanopartikkel og en fotball er omtrent som forholdet mellom en fotball og jordkloden.

Vi gjør oppmerksom på at denne artikkelen er mer enn tre år gammel. Utviklingen innen nanoteknologi går raskt, og noe av informasjonen kan derfor være foreldet.

Ordforklaringer i kursiv er anerkjente definisjoner oversatt fra British Standards Institution.

Aggregat/aggregering: Ansamling av partikler som er forbundet med hverandre via svake kjemiske bindinger.

Bioakkumulering: Oppsamling av fremmedstoffer i organismer.

Dendrimer: syntetisk, forgrenet makromolekyl bygget opp av enklere bestanddeler kalt monomer. Stadig nye monomerer bygger stadig nye forgreninger inntil en symmetrisk struktur er skapt.

Funksjonalisering: Å tilføre stoffgrupper til et materiale slik at man oppnår nye egenskaper.

Katalyse/katalysator: Katalyse er en kjemisk reaksjon hvor det medvirker en katalysator. Katalysatoren får reaksjonen til å foregå raskere og/eller med mindre energiforbruk uten selv å bli forbrukt i reaksjonen. Svært mange prosesser benytter seg av katalysatorer,  heriblant fremstilling av kunstgjødsel til landbruket, rensing av bileksos, samt brenselceller som leverer strøm ved at hydrogen og oksygen reagerer med platina som katalysator. Økt kunnskap og presisjon på nanoskalaen gjør oss nå i stand til å fremstille mer presise katalysatorer som fungerer mer effektivt.

Nanofiber: nanopartikkel med to dimensjoner på nanoskalaen og et forhold mellom lengde og tykkelse på minst 3:1.

Nanomaterialer: Materialer med en eller flere dimensjoner, eller en indre struktur, på nanoskalaen, som kan fremvise nye egenskaper sammenliknet med det samme materialet uten bestanddeler på nanoskalaen.

Begrepet om nanomaterialer brukes først og fremst i tilknytning til enklere anvendelser, som bruk av nanorør til å stive av tennisracketer, eller nanopartikler som aktive stoffer i kosmetikk, katalysatorer etc. En huskeregel er at nanomaterialer omfatter stoffer der funksjonen er avhengig av mengden som brukes. For mer sofistikerte anvendelser, som sensorer og dataprosessorer, er mengden sjelden avgjørende, det som betyr noe er hvordan ulike enheter monteres og samvirker for å skape en bestemt funksjon.

Nanopartikler: Nanomaterialer med tre dimensjoner på nanoskalaen. (På disse nettsidene lar vi for enkelhets skyld begrepet også omfatte nanomaterialer med to dimensjoner på nanoskalaen, altså tynne tråder og rør.

Nanoprodukter: Teknologirådet anbefaler at bruk av begrepet nano i tilknytning til et produkt bør forbeholdes:

– Produkter hvor nanomaterialer inngår.

– Produkter hvor nanoteknologi er brukt til å tilføre nye egenskaper.

Førstnevnte omfatter blant annet produkter med kompositter som inneholder karbonnanorør, samt nanopartikler som virkestoffer i kosmetikk, katalysatorer etc. Sistnevnte omfatter blant annet produkter hvor materialene er modifisert slik at de blir vannavstøtende, strømledende etc.

Nanorør: Hule nanofibre.

Nanoskalaen: En nanometer er en milliarddels meter. Med nanoskalaen er det vanlig å mene størrelser mindre enn 100 nm, som omtrent tilsvarer størrelsen på virus. Enkelte setter en nedre grense på 1 nm, andre bruker en grense på 0,1 nm, som tilsvarer størrelsen på atomer.

Nanoteknologi: Design, karakterisering, tilvirkning og anvendelse av strukturer, komponenter og systemer ved å kontrollere form og størrelse på nanoskalaen. Denne definisjonen er ikke allment akseptert. For å trekke skillet mot tradisjonell teknologi foretrekker enkelte å presisere at nanoteknologi utnytter unike egenskaper som opptrer på nanoskalaen. For å trekke skillet mot tradisjonell teknologi er det vanlig å tenke at nanoteknologi er mer sofistikert, at man utnytter egenskaper og teknikker som ikke tidligere var oppnåelige, men dette skillet er ikke særlig presist. Derfor kan også begrepet brukes svært forskjellig, noe man opplever blant annet i markedsføring.

Persistens: Se stabile/ustabile nanopartikler.

ROS: Oksygen kan danne flere reaktive forbindelser (Reactive Oxygen Species, forkortet ROS) som bryter ned celler og molekyler i kroppen. Denne effekten kalles oksidativt stress. Jo mer ROS du har i kroppen, jo mer skade kan oppstå, og aldringsprosessen er et resultat av at slike skader etter hvert hoper seg opp. ROS dannes i kroppens celler hele tiden, men derfor har kroppen har også utviklet mange forsvarsmekanismer. Miljøforurensning og infeksjoner kan bidra til å fremme ROS.

Stabile/ustabile nanopartikler: Et sentralt spørsmål vedrørende risiko ved nanopartikler er om partiklene er stabile eller om de vil løses opp. Ustabile partikler er partikler som løses opp til sine molekylære komponenter ved normale kjemiske betingelser. Vi forventer at disse molekylære komponentene vil være godt kjent fra før og at de faller innenfor tradisjonell forståelse og regulering.

At partiklene er stabile innebærer derimot at partikkelformen vil bestå i møte med miljøet eller i kroppen. Med partikkelformen kan følge nye og ukjente egenskaper. Stabilitet åpner dernest for at stoffer kan oppkonsentreres i kroppen og miljøet, samt at eventuelt skadelige effekter kan vedvare. I miljøgiftsammenheng omtales dette ofte som persistens.

Stoff: Grunnstoff og forbindelser av disse, som forekommer naturlig eller fremstilles industrielt. Hvert stoff gis en unik identitet i stoffregistre. Etter EUs regelverk skal tilsetningsstoffer som er nødvendige for å bevare stoffets stabilitet (for eksempel belegg), og urenheter som følger av fremstillingsprosessen, medføre unik identifikasjon.

Transitive/intransitive nanopartikler: At nanopartikler er intransitive innebærer at partiklenes egenskapene likner på egenskapene vi finner hos andre varianter av samme stoff. Dersom egenskapene avviker har vi derimot med transitive nanopartikler å gjøre.

En forklaring på at nanopartikler kan være transitive er at effekten av enkeltatomer dominerer mer og mer etter hvert som strukturene forminskes. Mens vi i tradisjonelle materialer opplever at effekten av enkeltatomer ”overdøves” av alle de andre atomene, vil enkeltatomer spille en større rolle jo mindre materialet blir. Et eksempel er kvanteprikker, som er designet slik at enkeltatomer nettopp ikke skal ”overdøve” hverandre, men snarere oppfører seg synkront.

At nanopartikler er transitive kan innebære at vi ikke kjenner egenskapene. Da er det også vanskelig å håndtere dem riktig.

LES OGSÅ

Hva er nanoteknologi?

Nanoteknologi er teknologi på atom- og molekylnivå. Teknologien utnytter unike egenskaper som opptrer på denne skalaen.

Les hele saken »

Inspirasjon fra naturen

Nanoteknologi innebærer noe ganske nytt. Men prinsippene og egenskapene som teknologien utnytter er godt kjent fra naturen.

Les hele saken »

Nanopartikler og deres egenskaper

Nanopartikler kan kategoriseres ut fra kjemisk og geometrisk struktur. Her kan du finne en enkel beskrivelse av sentrale nanopartikler, som karbonnanorør, C60-fulleren og titandioksid.

Les hele saken »