szabadon választott

1. [Ide írhatja a szöveget]
Élet és tudomány
Nanotechnológia1
Mi a nanotechnológia?
A "nano" görög eredetű szó, jelentése törpe. 1 nanométer = 10-9 méter, azaz a nanométer a méter
egymilliárdod része. A nanotechnológia olyan eljárásokkal dolgozik, melyeknek segítségével ilyen
apró objektumokat lehet előállítani. A nanotechnológia legfontosabb vívmánya, hogy általa képesek
vagyunk az anyagot lényegében atomonként, molekulánként összerakni, s ilyen módon különleges
tulajdonságú
anyagokat
tudunk
előállítani:
megkarcolhatatlan
autófestéket,
szabályozható
fényáteresztésű napszemüveget, antibakteriáis hatású csempefugát stb.
Nanotechnológia
Forradalom a felületkezelésben
1959-ben Richard P. Feynman Nobel-díjas tudós megjósolta, hogy egy napon a tudomány
segítségével képesek leszünk egy enciklopédia tartalmát egyetlen tűhegyre felírni. A témában
az elso tudományos közlemény 1981. szeptemberében látott napvilágot. 1989-ben az IBM
kutatói 35 xenon atomot helyeztek el egy -270 °C fokra hűtött felületre úgy, hogy az atomok
az IBM betűit formálták meg.
Ma már különleges anyagokkal és speciális eljárásokkal parányi motorokat, eszközöket és
a jóslathoz kapcsolódóan miniatűr, nanométer nagyságrendű betűket is képesek vagyunk
készíteni. A tudomány minden területén forradalmat jelent az új szemlélet, nem kellett sokat
várni, amíg az építőiparban is megjelentek az első nanotechnológiai fejlesztések.
A nano görög eredetű szó, jelentése: törpe. A mértékegységek rendszerében a nanométer
az 1 milliméter 1 milliomodrésze, vagy szakszerűbben inkább úgy mondjuk, hogy 10 a
mínusz kilencediken méter. Vagyis az atomok és molekulák világában kell gondolkodnunk.
(Egy nano szerkezeti részecske úgy viszonyul nagyságilag egy focilabdához, mint a focilabda
a földgolyóhoz.)
A nanotechnológia révén kis szerkezeti egységeket és részecskéket terveznek és építenek
meg az elem periódusos rendszerének segítségével. A technológia teljesen új felhasználási
terüleket tesz elérhetővé. Forradalmi változáson mennek át a nanotechnológiával kezelt
felületek, anyagok tulajdonságai. Több évtizedig tartott, amíg az ipari feltételek készen álltak
1
Forrás: www.origo.hu
1

2. a
nanotechnológia
megvalósításához.
A
szerves
és
szervetlen
mikrorészecskék
kombinálásával új tulajdonságokkal rendelkező anyagokat, gépeket és rendszereket állítanak
elő. Ilyen tulajdonságok többek között az átlátszóság, a karcolás- és kopásállóság, az
elektromos vezetőképesség, a korrózióvédelem. Az egyes jellemzők tetszés szerint
kombinálhatók is egymással. Ezekkel az új anyagokkal a mindennapokban használatos
termékeket is gyártunk már, úgymint eső-, szennyeződéstaszító és napvédőszer, sebtapasz
antibiotikus tulajdonságokkal stb.
Utánozzuk a természetet
Az ember mindig igyekezett ellesni a természet tökéletes megoldásait.
A lótuszvirág már évezredek óta a tökéletes tisztaság jelképe. Bármilyen szennyezett a víz,
a felületén a növények makulátlanul tiszták. A növény levele lepergeti az esővizet, és ezzel
együtt minden szennyeződést. Még a sűrű folyású anyagok, mint a méz, az olaj, a ragasztó
sem tapad meg rajta. Ez az öntisztulás jelensége, amelyet a szakemberek lótuszeffektusnak is
neveznek. A tökéletes felületről a vízcseppekkel a szennyeződések le tudnak gurulni. Egy
német botanikaprofesszor szerint a lényeg a különböző felületszerkezetekben keresendő. A
felületet mikroszkopikus cellakiemelkedések alkotják, amelyeken kisebb kristályok is
elhelyezkednek. Ez a dupla struktúra okozza a lenyűgöző fizikai hatást: a vízcseppek,
amelyek a levélre hullanak, a felületfeszültségtől gömbformát alkotnak, legurulnak a levélről,
és egyúttal magukkal viszik a szennyeződést is.
Az ember megpróbálta a természetnek ezt a tulajdonságát utánozni, pl. olajjal, teflonnal,
szilikonnal, viasszal bevonni a felületet. Ezek a rétegek víztaszítók, ritkán olajtaszítók is.
A nanotechnológiával a lótuszlevelek felületszerkezetéhez hasonló szerkezetet tudunk
kialakítani. A felvitt nanoréteg szoros kapcsolatot létesít a felülettel, és egyben annak részévé
is válik. Ennek következtében nem lehet többé csak rétegről beszélni. Az anyagok és a
felületek új tulajdonságokkal gazdagodnak, amelyek mostantól túltesznek minden eddigi
ismereten.
Felületkezelés, tökéletesítés
Felvitel közben a felületkezelő anyag 3 eleme intelligensen elrendeződik egymás alatt. A
kapcsolódó komponens (piros) a kezelendő felületre vándorol, és homogén kötődést alakít ki
azzal, közben egyúttal a felület részévé is válik. Erre épül egy ultravékony, üvegkeménységű
réteg (kék), amely rendkívül hosszú ideig tartós, és a felületet a legagresszívebb külső
2

3. [Ide írhatja a szöveget]
hatásoktól is képes megvédeni. A nano- (tapadást gátló) részecskék (fehér) rendeződnek
legfölülre. Ezek együttese eredményezi a lótuszeffektusnak nevezett lepergető hatást.
A védőrétegek a megszilárdulás után kémiailag és mechanikailag is rendkívül terhelhetők.
UV-hatásnak ellenállnak, fagyállóak, esetenként 450 °C-ig hőállóak. A felületi szilárdságuk
és a karcmentességük látványosan javul - nagyon erős környezeti hatásnak sem marad nyoma.
A kezelt felületet kefével, de még magas nyomású tisztítóval (maximum 50-60 bar) is lehet
tisztítani.
A nanotermékeket folyamatosan tökéletesítik, egyre nagyobb lesz a felhasználási körbe
tartozó anyagok száma. Ma már gyakorlat bizonyítja, hogy milyen kiválóan alkalmazható
üveg-, kerámia-, kő-, és betonfelületekhez, vakolatokhoz, falazatokhoz, sőt még textíliákhoz
is.
A nanokezelt anyagok felületei csak vízzel tisztíthatók. Ráadásul sokkal ritkábban
szorulnak tisztításra. Ezáltal jelentősen csökken az igény a környezetre és egészségre is
ártalmas, hagyományos tisztítószerek használatára.
A kezelt felület előnyei
Mivel a kezelt felületen nem tapad meg a szennyeződés, kiküszöbölhető a tisztítószerek
használata, ugyanakkor ritkábban és egyszerűbben kell tisztítani, ez pedig jelentős idő- és
költségmegtakarítást jelent. Nem látszik meg rajta az ujjlenyomat, a felületkezelés hosszú
ideig tartó védelmet biztosít, grafiti-ellenes védelmet nyújt. Jelentős tulajdonsága a
korrózióvédelem, a hatékony karcvédelem és a hosszan tartó védelem az időjárás káros
hatásai ellen.
Teljes mértékben PH-semleges, nem mérgező (élelmiszerrel érintkezhet), antibakteriális és
antiallergén hatású.
Alkalmazási lehetőségek
A
nanotechnológia
felhasználása
igen
sok
területen
lehetséges:
gyógyászat,
elektrotechnika, légi- és űrutazás, szépségipar, vendéglátás. Ipari és lakossági méretekben is.
A nanotechnika előnyeivel a napi gyakorlati élet szinte minden területén találkozhatunk.
Nemcsak a munkánk során, hanem a szabadidőnkben is. Gondoljunk például a síelőkre, az
eszközök csúszós felületének védelmére. A műanyag felületeket nem rongálja az időjárás.
A bevonat nagy ellenálló képességet biztosít fa és kő felületeken, a homlokzati felületeken.
Az anyag ellenáll az UV-hatásnak, egyben páraáteresztő is. Anti-grafiti hatását a termék
3

4. speciális tapadásgátló védelmének köszönheti. A különféle kültéri burkolatok szerkezetébe
nem jut be a víz, ezáltal fokozza a fagyállóságot.
Kül- és beltéri burkolatnak fokozott kopás- és karcállóságot biztosít, ezzel a burkolatokkal
szemben támasztott (szinte összes) követelményeknek megfelel. Külön érdekessége az
esztétikai megjelenés. Az anyaggal kezelt felületeknek különös fénye van.
Gépjárműveknél esős időben sokkal jobban átlátunk az ablakokon, nappal és éjjel is. A
vízcsepp a rátapadt szennyeződéssel egyszerűen legurul, a rovar, a jég könnyen eltávolítható
lesz. Az új eljárással az autók lakkozását is óvják. Ezáltal nem kell többé polírozni, a
tisztításhoz csak víz szükséges. Védi a fémfelületeket (többek közt az alumínium, a
krómozott, és a nemesacél felületeket is), a textilt, a bőrt a zsírtól, az ujjlenyomatoktól és
egyéb szennyeződésektől.
Alkalmazható kerámián és zománcozott felületen (csempék, mosdók, zuhanyozók,
fürdőkádak, bidék, vécék stb.). A felületkezelt anyagokon megoldott a hosszantartó
fertőtlenítés.
A nanoeljárás alkalmazása jelentős az építészeti üvegeknél. Tökéletes bevonatot jelent az
összes külső és belső üvegfelületen. Különösen nagy jelentőséget kap majd a magas
épületeknél, az üveg- és függönyfalaknál. A drága és impozáns középületek homlokzatának
takarítása nagy gondot, idő- és költségráfordítást igényel. Állványozás, ipari alpinisták
alkalmazása, mind-mind emelik a fenntartási költségeket. Az ismertetett eljárással akár a
tetőablakok, az ablakok, a teraszajtók, a télikertek, a kirakatok, a tükrök láthatatlan védelmet
kapnak nemcsak a környezeti szennyeződések, hanem a baktériumok, a mohák és az algák
ellen is.
Nanotechnológia – a lepkeszárnyaktól az okostelefonokig2
Az MTA Természettudományi Kutatóközpont Műszaki Fizikai és Anyagtudományi
Intézetben a boglárkalepkék kék színét adó nanoszerkezetek vizsgálatával foglalkozó
kutatócsoport legújabb eredményét nemrég a Royal Society Interface című folyóiratában
publikálták. Munkájuk eredményei korunk csúcstechnológiai kutatásainak egyik fő
vonulatában
hasznosíthatók,
például
a
napsütésben
is
jól
látható
síkképernyők
kifejlesztésében vagy a színüket parancsra változtató textíliák tökéletesítésében.
Az állatok szín alapú fajfelismerésének vizsgálatában a magyar kutatók nemzetközi
viszonylatban is az élen járnak, amit jól példáz az eltérő kék színárnyalatú, feltételezhetően
2
forrás: Forrás: http://mta.hu/mta_hirei/nanotechnologia-a-lepkeszarnyaktol-az-okostelefonokig-130534/
4

5. [Ide írhatja a szöveget]
közös eredetű boglárkalepkék (Lycaenidae: Polyommatini) kutatásában elért eredményeik
publikálása. Biró László Péternek, az MTA doktorának az MTA Műszaki Fizikai és
Anyagtudományi Intézet Nanoszerkezetek Osztályán működő kutatócsoportja közleményt
jelentetett
meg
interdiszciplináris
együttműködésen
alapuló
munkájáról,
amelynek
alapkutatásáról oldalunkon korábban már hírt adtunk. A csoport a boglárkalepkék szárnyán is
megtalálható fotonikusnanoarchitektúrák (olyan nanoszerkezetek, amelyek a rájuk eső fény
szelektív visszaverésével kapják a színüket) tulajdonságait vizsgálva jött rá, hogy a szárnyak
különböző színárnyalatai biztosítják a rendkívül hasonló, azonos élőhelyen előforduló fajok
biztonságos megkülönböztetését.
Kutatásuk azóta oly mértékben előrehaladt, hogy eredményeikről a Royal Society Interface
című folyóirata augusztusi számában tudományos értekezést jelentetett meg. A kutatásban
részt vevő öt tudós közül négy fizikus, Bálint Zsolt biológus pedig lepkeszakértőként, a
Magyar Természettudományi Múzeum lepkegyűjteményének kurátoraként kapcsolódott be a
közös munkába. Az ő ötlete nyomán és szakmai segítségével indult el a kutatás, a
lepkemintákat is a Magyar Természettudományi Múzeum bocsátotta a fizikuscsoport
rendelkezésére.
A közel másfél évvel ezelőtti felfedezés alapját egy, a Nanoszerkezetek Osztályán
diplomázó egyetemi hallgató, Piszter Gábor szoftvere tette lehetővé. Az emberi agy
működését és felépítését leképző, neurális hálózat alapú programot a lepkék optikai
vizsgálatára fejlesztette ki. A lepkék kék színét adó nanoszerkezetek egy-egy fajra jellemző
módon eresztik át, illetve verik vissza a fény különböző hullámhossz-tartományú részeit. A
neurális szoftver alkalmazásával sikerült 96 százalékos találati pontossággal megállapítaniuk
az egyes egyedek faj szerinti hovatartozását.
A fajok szín szerinti azonosításán túl a kutatók a szárnypikkelyekben található és a
színeket létrehozó nanoarchitektúrákat is vizsgálták. A szárnyak színét adó nanoarchitektúrák
olyan kitin-levegő nanokompozitok, amelyek jellemző méretei 100 nanométer alattiak.
Szerkezeti jellemzőiket VértesyZofia tárta fel elektronmikroszkópos vizsgálatokkal. A
kutatók azt találták, hogy ezek alapján is megbízhatóan (91 százalékos pontossággal)
azonosíthatóak a fajok. Eredményeiket összesítve kiderült, a kék különböző árnyalataiért
hasonló felépítésű, azonos kémiai összetételű, de jellegzetesen eltérő szerkezetű
nanoarchitektúrák a felelősek.
A lepkék életében fontos szerepet tölt be a szárnyuk színe. Az erőteljes ivari kétalakúságot
mutató boglárkalepkék esetében a kék szexuális jelzőszín, azaz nagymértékben befolyásolja
az egyed sikerességét a szaporodás során. A biológiai evolúcióban bizonyított módon már 500
5

6. millió évvel ezelőtt szerepet játszottak a színes fotonikusnanoarchitektúrák. A fizikusok és az
anyagtudósok azonban csupán húsz évvel ezelőtt kezdték el a fotonikus kristályok kutatását.
A terület sokrétű alkalmazási lehetőségeinek köszönhetően azóta robbanásszerűen fejlődik.
A kilenc faj színeinek ábrázolása 3D térben
A boglárkalepkék szárnyvizsgálatában jelentős feladat jutott az MTA TTK MFA egy
másik kutatójának, Kertész Krisztiánnak. Munkája során a lepkék színének az emberi
szemmel látható, úgynevezett kromatikus terét vetette össze a boglárkalepkékre jellemző
kromatikus térrel. A Lángszinérfélék (Lycaenidae) tagjainak - mivel összetett szemük az UV
tartományban az emberéhez képest az RGB tartomány színein, vagyis a piroson, kéken és
zöldön túl eggyel több vizuális pigmenttel rendelkezik - nem két-, hanem háromdimenziós
kromatikus terük van. Az így keletkezett háromdimenziós térben a vizsgált lepkefajok színei
sokkal jobban elkülönülnek egymástól, mint az emberi kétdimenziós kromatikus térben.
Felfedezéseik olyan mobiltelefon-kijelzők megalkotását tennék lehetővé, amelyek a ma
elterjedt háttérvilágítás helyett a napfény által nyernék el színüket, így láthatóságuk a
napfényben nem csökkenne, hanem éppen ellenkezőleg, színeik az intenzívebb megvilágítás
hatására erősödnének. A már kereskedelmi forgalomban is kapható, a fényt áteresztő, de a
meleget visszaverő "okosablakok" ugyancsak a fotonikusnanoarchitektúrák fejlődésének
köszönhetik létüket. A fotonikusnanoarchitektúrák szerepet játszhatnak továbbá a
hatékonyabb napelemek és a hatékonyabb világítás megvalósításában, illetve a fénnyel
működő, a jelenleginél gyorsabb, kevésbé melegedő számítógépek tökéletesítésében is.
Nanovassal tisztítják a szennyezett talajvizet3
Forrás: http://www.origo.hu/tudomany/nanotechnologia/20111117-nanovassal-tisztitjak-aszennyezett-talajvizet.html
Egy magyar kutatók által fejlesztett nanorészecske képes arra, hogy semlegesítse a talaj és
a talajvíz szennyezettségét, amelyet a különböző vegyi üzemek által a talajba juttatott
vegyületek okoztak. A módszerrel sok esetben fel lehetne váltani az eddig alkalmazott
hosszadalmas és költséges, vízkitermeléssel járó eljárásokat.
Magyarországon száz körülire tehető azoknak a jelentősebb talaj- és talajvízszennyeződéseknek a száma, amelyek jellemzően vegyipari tevékenység következtében jöttek
létre. Ezek a szennyeződések a lakosság egészségét veszélyeztethetik, ha a szennyezett
területen levő kutakból származó vizet ivó-, itató- vagy akár csak locsolóvízként használják
3
Forrás: http://www.origo.hu/tudomany/nanotechnologia/20111117-nanovassal-tisztitjak-a-szennyezetttalajvizet.html
6

7. [Ide írhatja a szöveget]
fel, másrészt környezeti kockázatot jelentenek a szomszédos területeken előforduló tiszta
talajvízre nézve.
Egy magyar kutatók által fejlesztett nanorészecske, az úgynevezett nulla vegyértékű
nanovas képes arra, hogy semlegesítse a talaj és a talajvíz szennyezettségét, amelyet a
különböző vegyi üzemek klórozott szénhidrogén-kibocsátása okozott. A nulla vegyértékű
vasnak erős az oxidációs hajlama (lásd rozsda), és oxidáció közben a reakciópartnert
redukálja, így megbontja az egyébként nagyon stabil szén-halogén kötéseket.
Nanovassal teli tartályok
A nanovas-program elsődleges célja egy olyan helyszíni talajvíztisztítási technológia
kifejlesztése, amely ipari méretben is alkalmazható, környezetbarát, és az eddigi
hagyományos technológiáknál gazdaságosabb alternatívát jelent a vegyi eredetű talaj- és
talajvízszennyezések
semlegesítésére.
A
talajvízbe
juttatva
a
nanovas
a
szerves
szennyezőanyagokat egészségre és a környezetre ártalmatlan vegyületekké alakítja át. A
nanorészecskék méretükből adódóan nagy fajlagos felületűek, ebből adódóan nagyobb a
reakcióképességük, így nagyobb mennyiségű szennyezett anyagot képesek lebontani.
A nulla vegyértékű nanovasoldat kifejlesztésében a Szegedi Tudományegyetem kutatói
működtek közre dr. Kónya Zoltán vezetésével, a gyártást pedig az Auro-Science Consulting
Kft. végzi. "A technológia nemzetközi szinten is úttörőnek számít, Magyarországon eddig
még nem alkalmazták. Amennyiben beválik, áttörést hozhat a talajvízszennyezések
kezelésében" - mondta dr. Soós Miklós, az Auro-Science ügyvezető igazgatója.
Az első terepi tesztekre Törökszentmiklóson került sor, ahol a mára megszűnt Vegytek,
illetve Rewos vállalatok vegyianyag-raktára helyén a talajvíz klórozott szénhidrogénekkel
szennyezett. Ennek az ipari területnek a szűkebb környezetében a kútvíz nem alkalmas ivásra,
itatásra vagy locsolásra. A szennyezett talajvíztest térfogata megközelíti a 300 000 köbmétert.
A nanovas program résztvevői Törökszentmiklós Önkormányzatának kezdeményezésére
ezen a területen próbálják ki a gyakorlatban az eljárást a nanovasoldat talajvízbe juttatásával.
Az első 9 köbméter nanovasat 2011 augusztusa és októbere között injektálták a talajba.
A nanovassal végzett kármentesítés több magyarországi terület megtisztítására jelenthet új
lehetőséget, mivel a hasonló talaj- és talajvíz szennyeződések a hagyományos módszerekkel
nagyon nehezen kezelhetők. Az általánosan alkalmazott vízkitermeléssel járó (úgynevezett
pump-and-treat, azaz szivattyúzás-és-kezelés) technológiákkal igen hosszú idő - akár
évtizedek - alatt lehet csak mérhető eredményeket elérni. Ezeknél az eljárásoknál
kiszivattyúzzák a talajvizet, majd a felszíni egységekben való ártalmatlanítás után
visszajuttatják a környezetbe. Ennél gazdaságosabb és gyorsabb módszert jelenthet a
7

8. környezetre nem veszélyes nanovas technológia alkalmazása, amely a hagyományos
módszerekkel szemben a szennyezett talaj és talajvíz egyszerre történő kármentesítésére is
alkalmas.
A nanovas beinjektálása a talajba
A nanovasprojekt az Európai Unió támogatásával valósult meg, amely a törökszentmiklósi
önkormányzat számára is biztosította a forrásokat.
Szupererős az új mesterséges izomszál4
A szén-nanocsövekből készített újfajta mesterséges izomszál úgy hajlik, mint az elefánt
ormánya, de akár több ezerszer képes megcsavarodni a hossza körül. Ez a tulajdonsága
lehetővé teszi, hogy mikroszkopikus méretű motorokat állítsanak elő belőle.
Egy nemzetközi kutatócsoport az emberi hajszál átmérőjének tízezred részét kitevő
átmérőjű szén-nanocsövek összesodrásával hozott létre mesterséges izomszálakat. Ezek az
izomszálak ionos oldatba merítve, a kémiai elektromosságot kihasználva saját tömegüknél
2000-szer nehezebb lapátot tudtak megpörgetni, akár 590-es percenkénti fordulatszámmal. A
forgás 1,2 másodpercig tart, majd a feszültség megváltoztatásával az ellenkező irányba
folytatódik.
A mesterséges szál által kifejtetett erő - méretarányosan - összevethető a nagy elektromos
motorokéval. Az új mesterséges izomszál milliméterenként 250-szer képes megcsavarodni,
sokkal többször, mint az eddigi mesterséges izomszálak. A megcsavarodott szál azután torziós
(azaz egy irányba történő) forgással képes kicsavarodni, illetve feszültség hatására újra
összecsavarodni.
A hagyományos elektromos motorokkal ellentétben, amelyeket összetettségük miatt nehéz
miniatürizálni, a torziós szén-nanocsöves izomszálakat egyszerű és olcsó előállítani akár
milliméteres, akár jóval hosszabb méretben is. A nanocsöves torziós motor egy
szálelektródából és egy ellenelektródából áll, amelyet ionosan vezető oldatba merítenek. Egy
kisfeszültségű elem szolgál energiaforrásként. Ez lehetővé teszi a szál elektrokémiai
feltöltődését, illetve kisülését, hogy mindkét irányba lejátszódjon a torziós mozgás.
A szénszálakból kialakított nanomotor rendkívül sok helyen felhasználható a mikro
folyadékpumpápktól kezdve a szelepek mozgatásán át a mikro méretű keverőkig. A Science
folyóiratban megjelent cikk szerzői ez utóbbi felhasználást be is mutatták. A 15 mikrométer
4
http://www.origo.hu/tudomany/nanotechnologia/20111021-nanomotor-szen-nanocsovekbol-allo-mestersegesizombol.html
8

9. [Ide írhatja a szöveget]
átmérőjű szál 200-szor nagyobb sugarú és 80-szor nehezebb keverőlapátot mozgatott áramló
folyadékban másodpercenkénti egy fordulattal.
Jól vizsgázott az új, magyar fejlesztésű nanofertőtlenítőszer
A nanotechnológia újabb vívmánya került a polcokra: magyar kutatók parányi
ezüstrészecskékből álló fertőtlenítőszert fejlesztettek ki. Az új szer segíthet a kórházi
fertőzések egyre égetőbb problémájának leküzdésében is. A nanotechnológiai termékek
élettani, környezeti hatásáról azonban egyelőre keveset tudunk.
Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) becslése szerint a fejlett országokban a kórházba
került betegek 5-10 százaléka kap valamilyen fertőzést, a fejlődő országokban ez az arány
meghaladhatja a 25 százalékot is. Az Európai Betegségmegelőzési Központ (ECDC) adatai
alapján az európai kórházakban összesen ötmillióan fertőződnek meg évente, az esetek egy
százalékában a fertőzés halálos kimenetelű, további 2,7 százalékuknál pedig hozzájárul a
beteg halálához. Leggyakrabban a sebfertőzés, vérfertőzés és a tüdőgyulladás jelentkezik.
A gyógyulásunkat szolgáló intézmény, a kórház valójában a fertőzések kialákulásának és
terjedésének melegágya: a legkülönbözőbb típusú betegségekkel érkező, gyakran legyengült
immunrendszerű betegek, a túlzsúfolt kórtermek, a sokszor nem megfelelő higiéniás
körülmények, a személyzet túlterheltsége mind-mind elősegítik a kórokozók elszaporodását.
Emellett, az antibiotikumok túlzott vagy nem megfelelő használata miatt a közelmúltban
megjelentek olyan baktériumtörzsek, amelyek ellenállóak mindenféle antibiotikummal
szemben. Manapság a kórházi fertőzések körülbelül 60 százalékáért ezek az ún.
szuperbaktériumok felelősek. E bacilusok ellen a leghatékonyabb védekezés a higiénia
javítása.
Becslések szerint a fertőzések egyharmada elkerülhető lehetne a megfelelő fertőtlenítés
biztosításával. Egy magyar konzorcium által kifejlesztett új fertőtlenítőszer segítséget nyújthat
a higiénis körülmények hatékony javításában. A nanotechnológiával előállított termék parányi
ezüstrészecskéket tartalmaz.
9

10. Gyógyító ezüstrészecskék
Az ezüst jótékony, egészségmegőrző hatása évezredek óta ismert. Az ókori rómaiak nem
véletlenül tárolták ezüstedényekben italaiakat, s az amerikai telepesek is pontosan tudták,
hogy a tej lassabban savanyodik meg, ha ezüst pénzérméket tesznek a kancsóba. Az ezüst
ugyanis pusztítja a baktériumokat.
Miért? Azért, mert ha a baktérium az ezüst felszínével találkozik, olyan kémiai reakciók
indulnak be, melyben roncsolódik a baktériumot védő sejtfal, és az ezüst felszínéről kilépő
ezüstionok képesek bejutni a baktérium belséjébe. Az ionok a baktérium számára
létfontosságú, az anyagcserét vezérlő enzimekhez kötődnek, amelyek így már nem képesek
ellátni a feladatukat és a baktérium elpusztul.
Minél nagyobb felületen érintkezik az ezüst a kórokozókkal, annál erőteljesebben
érvényesül a baktériumölő hatás. Másfelől, minél kisebb átmérőjű egy test, annál nagyobb a
felülete a térfogatához képest. Ezért a magyar kutatók az ezüstöt kicsiny, 5-10 nanométer
átmérőjű (a mértékegységekhez lásd keretes írásunkat) részecskékre darabolták (lásd a jobb
oldali képen), amelyek így össszességében igen nagy felületen képesek érintkezni
baktériumokkal, s hatékonyak pusztítják azokat. A nanorészecskék előállításához egy
speciális kolloidkémiai módszert használtak a fejlesztők.
Tiszta udvar...
A Nanoseptnevet viselő fertőtlenítőszer legfontosabb újdonsága, hogy fertőtlenítő hatása
viszonylag hosszan tartó: amikor a szer a fertőtlenítendő felülettel érintkezik, aktív oxigén
szabadul fel, ami rövid idő alatt, gyorsan fertőtlenít. Ugyanakkor az ezüst nanorészecskék,
melyek csak lassan használódnak el, hosszabb ideig tartó antibakteriális hatást fejtenek ki.
"Kipróbáltuk az új szert, nyolc különböző baktériummal. Egyformán hatékonynak látszik
mindegyikkel szemben, körülbelül két napig tartja távol őket" - mondja dr. Szentirmay
Zoltán, az Országos Onkológiai Intézet professzora.
A készítmény színtelen, szagtalan folyadék, használata teljesen hasonló a megszokott
fertőtlenítőszerekéhez, s előállítási költsége is a jól ismert termékek költségének
nagyságrendjébe esik. A szer - a hagyományos tisztótószerekkel ellentétben - nem tartalmaz
maró hatású klórt, ezért nem roncsolja a tisztítandó felületet. A készítményben az ezüst
mellett gombaölő hatású réz nanorészecskék is vannak, így a szer hatékony mindenféle
mikrobiálisszennyződéssel szemben.
10

11. [Ide írhatja a szöveget]
A
termék
két
családjának
gyártása
indult
meg:
az
egyik
típus
általános
felületfertőtlenítésére alkalmas (kórházak, közintézmények, állattenyésztés), a másik ipari víz,
illetve szennyvízzel kapcsolatos fertőtlenitésre, klímaberendezések szűrőjének fertőtlenitésére
valamint ivóviz- és fürdővizfertőtlenítésre.
Az új fertőtlenítőszert kifejlesztő Nanobact Project a Nemzeti Kutatási és Technológiai
Hivatal Jedlik Ányos programja pályázatának keretében működik. "A program célja, hogy a
tudomány olyan ágait támogassa, amelyeknek az eredményei nem maradnak a kutatók
fiókjaiban, olyan fejlesztéseket, amiknek a végtermékeit a mindannapi életünkben is
használatba vehetjük" - mondja Dr. Soós Miklós, a konzorcium egyik vezetője. Soós
elmondta: a konzorcium további célja, hogy más, nemesfém nanorészecskéket használó
egészségügyi célú alkalmazásokat is kifejlesszenek, például gyulladáscsökkentő hatású
implantátumokat (csipőprotézis, katéter) illetve gyuladáscsökkentő kenőcsöket, oldatokat.
Ezek
tesztelése
állatokon
részben
már
megindult.
Jobbra:
a
baktériumtenyészet
fertőtlenítőszerrel bevont bal oldalán nem tudtak osztódni a sejtek
Rengeteg tapasztalatot kell még gyűjteni
A nanotechnológia rendkívüli tempóban fejlődik, a nanotermékek mostanra betörtek a
fogyasztói piacokra is: például kozmetikai cikkek, ruhák készülnek nanorészecskék
felhasználásával. Mindamellett, a parányi részecskék élettani, környezeti hatásáról egyelőre
keveset tudunk. A mai egészségvédelmi előírások nagy része a termékek kémia össszetételére
vonatkozik csupán, s ebből a szempontból a nanotermékek nem jelentenek újdonságot.
"Négy-öt évvel ezelőtt, amikor a fényképkidolgozó műhelyek virágkorukat élték, a fénykép
előhívása
során
alkalmazott
vegyületeket
a
lefolyókba
öntötték,
károsítva
ezzel
környezetünket. Ez a vegyület nagy mennyiségben tartalmazott ezüstöt is. Egyetlen műhely
által egyetlen hónap alatt kiöntött ezüst mennyiségéből annyi nanofertőtlenítőszert lehetne
gyártani, ami egy egész budapesti kerület teljes fertőtlenítésére elegendő volna" - mondja
Soós.
Mások szerint a nanorészecskék különleges mérete és tulajdonságai olyan veszélyeket
rejthetnek, amelyek nem következnek a kémiai szerkezetből, s amelyeket nem láthatunk előre.
A környezeti és fiziológiai hatásokat vizsgáló kísérletek néhány éve indultak be. Úgy tűnik,
hogy a háztartásokban használt nanotermékekből a részecskék - elsősorban a szennyvízzel - a
környezetbe kerülnek. Jelenleg még nem ismert, hogy ezek milyen mértékben juthatnak be az
emberi szervezetbe, de valószínű, hogy a nanorészecskék a légzés és étkezés során, valamint a
11

12. bőrön felszívódva is a testünkbe kerülhetnek. "A nanotechnológia alig húsz éves tudomány,
ipari alkalmazása csak az utóbbi években indult el. A tételes szabályozás a jövő zenéje" mondja dr. Varsányi Magda, a konzorcium szakmai vezetője. "Rengeteg tapasztalatot kell
még gyűjtenünk, hogy részletesen lássuk a hatásokat."
Tűzálló hálóruhát fejlesztettek ki gyerekeknek
Sok szülőt visszatart a tűzálló ruhák, szövetek vásárlásától az, hogy attól félnek,
mérgezőek lehetnek a védőhatáshoz használt vegyületek. A most bemutatott nanotechnológiai
tűzvédelmi eljárás azonban biztonságosan használható akár csecsemőruhák kezeléséhez is. A
nanobevonattól a ruhák nem lesznek merevebbek, és sok mosás után is megőrzik
tűzállóságukat.
Bizonyos vegyi anyagokat gyakran használnak a világ legnépszerűbb ruhaanyagának, a
pamutszövetnek a tűzállóvá tételéhez. Ez ugyanis könnyen tüzet fog, és magas hőmérsékletű
lánggal, gyorsan ég.
A tűzállóságot adó szerek nehezebbé teszik a kezelt szövetek meggyújtását, a kezelt
anyagok lassabban égnek, és a tűz elalszik, ha eltávolítják közelükből a lángot. Ez nagyon
fontos a ruházati termékeknél, mert ezek meggyulladva súlyos sérüléseket okozhatnak. A
tűzálló kezelés lehetővé teszi, hogy még időben eltávolítsák a lángra kapott ruhát.
Az emberek azonban félnek attól, hogy esetleg mérgezőek lehetnek a tűzállóvá tételhez
jelenleg használt halogénezett vagy brómozott vegyi anyagok, mondja Jaime C. Grunlan, a
Texas A&M Egyetemkutatója. Különösen igaz ez a gyermekruházati termékekre, amelyeknél
talán a legfontosabb lenne a tűzállóvá tétel. Ezért Grunlan csoportja környezetbarátabb
égésgátló kifejlesztését tűzte ki célul.
Tűzálló maszk védi az autóversenyzőket
A kutatók az úgynevezett duzzadásos technológiával kezdtek kísérletezni. Ezt a módszert
már régóta használják az épületek belső acélgerendáinak tűzállóvá tételéhez. Amint a
gerendát elérik az első lángnyelvek, a duzzadó bevonat feldagad és kiterjed, mint a sör habja,
így apró buborékból védőréteget formál, amely elszigeteli és védi az alatta lévő anyagot.
"Ez a munka az első bemutatása a polimeralapúnanoduzzadásnak" - mondta Grunlan az
Amerikai Kémiai Társaság legutóbbi ülésén. "Bízunk abban, hogy rendkívül jelentős
potenciál rejlik benne ruhák és más anyagok tűzállóvá tételéhez úgy, hogy használatával
kiküszöbölhetők lesznek a létező termékek egyes hátrányos tulajdonságai."
12

13. [Ide írhatja a szöveget]
A nanoméretű vagy ultrakicsi anyagot pozitívan és negatívan töltött polimerrétegek
váltakozó sora építi fel. Az egyes rétegek olyan vékonyak, hogy majdnem 50 000 fér el egy
emberi hajszálon keresztben (egy réteg tehát hozzávetőleg 1 nanométeres). A parányi
méretnek megvan az előnye, magyarázza Grunlan: mivel ezek a rétegek ilyen vékonyak, a
polimer folyadék mélyen beszívódik a pamutszövetbe és minden egyedi pamutszálba.
Ezzel szemben a manapság elterjedt égésgátlók páncélként egyszerűen rárakódnak a
szálkötegekre, és lassítják a lángok terjedését, de a szövet ennek ellenére ég és megfeketedik.
Amikor az új nanobevonatot teszik ki lángnak, akkor kicsit kitágul, és megakadályozza, hogy
a tűz meggyújtsa és elégesse a szövetet, amely fehér marad - leszámítva azt a kis területet,
ahol közvetlenül érintkezett a lánggal.
Grunlan szerint az új égésgátló anyagban használt vízbázisú polimerek sokkal kevésbé
mérgező hatásúak, mint a ma alkalmazott égésgátlók, ezért széles körben alkalmazhatók
lesznek, különösen gyerekek által használt termékekhez, például pizsamákhoz, a
gyermekülésekben használt habokhoz és játékokhoz. A nanobevonattól a ruhák nem lesznek
merevebbek, és sok mosás után is megőrzik tűzállóságukat.
Már itthon is gyártanak titanát-nanocsöveket
A titán-dioxid kedvező tulajdonságainak köszönhetően már régóta elterjedten használatos
az ipar egyes ágazataiban, például a festékipar és a kozmetikai iparban. A nanotechnológia
alkalmazásával előállított titanátnanocsövek a titán-dioxid kedvező tulajdonságai mellett a
nanostruktúrából adódó szerteágazó lehetőségeket is hordozzák.
Május végén Magyarország rendezte meg a legrangosabb európai nanotechnológiai
kongresszust, az EuroNanoForum 2011-et. A számos nemzetközi vállalat mellett a hazai
Auro-Science Kft. is előadást tartott a titanát-nanocsövekkel végzett kutatásokról.
A nanocsövek átmérője a hajszál vastagságának ezredrésze, míg hosszuk egy tipikus
baktérium tizedrészére tehető. Ezek az apró csövecskék nem zártak, inkább hasonlítanak egy
néhány atomi rétegből álló felcsavart szőnyegre. A titanátnanoanyagok egy továbbfejlesztett
eljárással ma már ipari mennyiségben is előállíthatók.
A titanátnanoanyagok felhasználási lehetőségei
A
félvezető
gépjárművekben
tulajdonságoknak
használt
köszönhetően
lambda-szonda)
alapanyagaként és hordozójaként is szolgálhat.
13
különböző
alapanyagaként,
szenzorok
illetve
(például
a
katalizátorok

14. Titanátnanocsövek elektronmikroszkópos képe
A felszíni kémiának és a réteges szerkezetnek köszönhetően sajátos ioncserélő
tulajdonsággal bírnak a titanátnanocsövek. Ezen tulajdonságot kiaknázva vizek lágyítása vagy
akár más, nem kívánatos ionok (például nehézfém-ionok) eltávolítása is megoldható. A
sajátos ioncserélő tulajdonsággal a titanátnanocsövek módosítása is megoldható, mely újabb
felhasználási területeket nyit meg.
Speciális módosításokkal úgynevezett szuperhidrofób (különlegesen víztaszító) anyagok
hozhatóak létre. Ezek hasonlóan működnek, mint a lótusznövények levelei (lótusz-effektus).
A lótuszlevélre kerülő vízcseppek leperegnek a felszínről, miközben összeszedik az odatapadt
piszokszemcséket. A speciálisan módosított titanátnanocsövekkel különböző víz- és
koszlepergető anyagok, felszínek, borítások alakíthatóak ki. A titanátnanocsövek megfelelő
módosításával antibakteriális anyagok és rétegek is létrehozhatók.
Az újabb fejlesztésekkel a titanátnanocsövek mellett a titanátnanoszálakat is elő lehet
állítani. Ezek a nanostruktúrák 50-100 nanométer szélesek és 1-10 mikrométer hosszúságúak.
A nanocsövekhez hasonló réteges szerkezettel rendelkeznek, illetve a szálas struktúra további
lehetőségeket rejt.
Titanátnanoanyagok a műanyag iparban
A sajátos anyagi felépítés, kicsiny méret, az ebből adódó viszonylagosan nagy fajlagos
felület
és
az
egydimenziós
struktúra
miatt
a
titanátnanoszerkezetek
műanyagok
töltőanyagaként is ígéretesek. Laboratóriumi kísérletekben az egyes, a műanyagoktól elvárt
jellemzők javulását eredményezték.
Titanátnanohuzalok elektronmikroszkópos képe
Számos titanátnanoszerkezet-műanyag (például nagy sűrűségű polietilén, polisztirol,
termoplasztikus poliuretán) nanokompozit esetében növekedett a szakító- és a húzószilárdság,
a kopásállóság, illetve a rugalmasság. A titanátnanoszerkezetek égésgátló hatásúak is.
Egyéb alkalmazási területek
A titanátnanoanyagok a kémiai szerkezetből adódó kitűnő fényvisszaverő képességük és
fehér színük, illetve az egydimenziós kialakításnak köszönhető nagyobb fedőképességük
miatt a festékek gyártásában is szerepet játszhatnak. Az előbb említett kiváló tulajdonságok az
antimikrobiális, szuperhidrofób vagy akár a fotokatalitikus tulajdonságokkal is kombinálható,
így baktérium-, gombaölő és/vagy öntisztuló festékek is előállíthatóak.
14

15. [Ide írhatja a szöveget]
A kőolaj alapú energiatermelés gazdasági és környezeti problémáinak egyik lehetséges
megoldása a nap energiájának felhasználása. A titanát szerkezetekkel megoldható a
napenergia elektromos energiává történő alakítása, azaz fotoelektromos cellák készítése. A
nap
energiájával
történő
gerjesztéssel
különböző
káros
szennyezők
lebontása
is
megvalósítható, így azok vizek vagy légterek tisztítására is alkalmasak lehetnek, de
elképzelhetőek öntisztuló felületek kialakítása is, amelyek alkalmazhatóak a víz- és
levegőtisztítási
technológiákban.
Emellett
bizonyos
körülmények
között
a
titanátnanoszerkezetekkel hidrogéngázt lehet fejleszteni a vízből vagy akár a természet által
könnyen előállított alkoholból. A hidrogén pedig szintén az ígéretes alternatív energiaforrások
egyike.
Ipari előállítás Magyarországon
A titanát-nanocső ipari méretű előállítását idén kezdte meg a tudományos innovációval
foglalkozó Auro-Science Kft., amely az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében nyert el
pályázatot az eljárás üzemesítésére. "Jelenleg 1 kilogramm/hét ütemben folyik a termelés, de
mihelyst a kapacitások készen állnak, átállunk a 100 kilogramm/nap adagra" - mondja dr.
Soós Miklós, a cég vezetője.
Nanoanyaggal kevert vízlepergető festék
A cég az alapanyag előállítása mellett a titanátnanocső alapú termékek fejlesztésében is
részt vesz. Már folynak a kísérletek, melyek a kopásálló PVC-padlót, az öntisztító festékeket,
illetve üveglapot tesztelik. A cég továbbá tárgyalásban áll sportszergyártó vállalatokkal is,
amelyek nanocsövekkel megerősített szénszálas alapanyagból gyártanának kerékpárt, vitorlást
és más sportszereket - ugyanis így sokkal könnyebb anyagból készülhetne a kellő szilárdságú
sportszer. "A nanotechnológia egy nagyon jó irány az innováció szempontjából. Olyan terület,
ahol komoly szellemi tőkével, de nem túl nagy mennyiségű alapanyag felhasználásával fontos
eredményeket lehet elérni" - mondja Soós.
Már a spájzban van a nanotechnológia?
A nanotechnológia lassan és észrevétlenül belopakodik a hétköznapjainkba. Pár éve még a
laboratórium falai közé zárt tudományterületnek tűnt, ma pedig már ott van az áruházak
polcain, a naptejektől kezdve a táplálékkiegészítőkön át a pulóverekig. Bíró László Péterrel,
az Magyar Tudományos Akadémia Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézetének
15

16. tudományos tanácsadójával a nanotechnológia alapjairól, a hétköznapi nanotermékekről és
azok egészségi hatásairól beszélgettünk.
A jelen
Egyetlen év alatt több mint duplájára nőtt azon termékek száma a világon, amelyek
előállítása során valamilyen nanotechnológiai eljárást alkalmaztak - állítják a Project
onEmergingNanotechnologies, egy nanotechnológiával foglalkozó amerikai cég szakemberei.
Az első lista, amelyet 2006 tavaszán tettek közzé az interneten, még csak 212 termék nevét,
gyártóját és fellelhetőségét tartalmazta, ezzel szemben az idei felmérés eredményei már 475
ilyen árucikkről számolnak be. Andrew Maynard, az intézet tudományos tanácsadója szerint
ez még csak a jéghegy csúcsa. A sort a ruházati (77 db) és kozmetikai cikkek (75 db) vezetik,
de jutott hely ékszereknek, sportfelszereléseknek, számítástechnikai termékeknek, sőt
táplálék-kiegészítőknek is. A legtöbb ilyen termék az Amerikai Egyesült Államokban
vásárolható meg, de a tavalyi évhez képest jelentős növekedést tapasztaltak Kelet-Ázsiában is.
Bár a fenti számok első olvasásra nem tűnhetnek nagynak, mind az alap-, mind az
alkalmazott nanotechológiai kutatások villámsebességgel haladnak, és elképzelhető, hogy az
új technológiával előállított termékek mennyisége robbanásszerűen növekszik majd az
elkövetkező évek során. Az amerikai, nanotechnológiával és a hozzá kapcsolódó fejlesztések
gazdasági hatásaival és üzleti részével foglalkozó cég, a Lux Research becslése szerint a
tavalyi évben világszerte összesen 12,4 milliárd dollárt költöttek nanotechnológiai kutatásokra
és fejlesztésekre, ami az előző évhez képest 30%-os növekedést jelent. Ami ennél is
megdöbbentőbb, hogy a várakozások szerint 2014-re 2,6 billió dollárra nőhet a világban az
ilyen módon előállított termékek forgalma (ami pedig az összes előállított termék 15%-át
jelenti). A kutatásokra és fejlesztésekre a legtöbb erőforrást az Amerikai Egyesült
Államokban fordítják, a legjelentősebb központok Kaliforniában, Massachusetts-ben, New
Yorkban és Texasban vannak.
16