nanoteknologi er mulig, dels fordi værktøjer er udviklet til at ‘se’ partikler af stof en nanometer (nm) på tværs af eller mindre. Det er mindre end en milliarddel af en meter.

da ideen om nanoteknologi blev udviklet i 1960 ‘ erne, var det netop det – en ide. Forskere kunne ikke gøre meget for at få nanoteknologi til at ske, da de ikke havde værktøjerne til at se eller arbejde på nanoskalaen. Så på nogle måder har nanoteknologi avanceret sammen med udviklingen af mikroskoper.

optiske mikroskoper

optiske (lette) mikroskoper har eksisteret i mange år. Du kan få forstørrelser på over 2000 gange med et moderne lysmikroskop. Dette er nok til at se inde i plante-og dyreceller, men ikke meget detaljeret. Hovedgrænsen er lysets bølgelængde. I virkeligheden er mange nanoskala objekter så små, at lys rettet mod dem savner, og så reflekteres ikke tilbage for os at se. Dette betyder, at genstande på mindre end 300 nm forvrænges under et lysmikroskop.

elektronmikroskoper

for at forstørre tingene mere blev der udviklet et nyt værktøj. Dette kom i 1931 med opfindelsen af elektronmikroskopet. Stråler af elektroner er fokuseret på en prøve. Når de rammer det, er de spredt, og denne spredning bruges til at genskabe et billede. Et elektronmikroskop kan bruges til at forstørre ting over 500.000 gange, nok til at se mange detaljer inde i celler. Der er flere typer elektronmikroskop. Et transmissionselektronmikroskop kan bruges til at se nanopartikler og atomer.

Scanning probe mikroskoper

for at se atomer i detaljer var der brug for et værktøj, der ikke var afhængig af lys eller stråler af elektroner. Dette kom i 1980 ‘ erne med udviklingen af scanningssondemikroskoper. Når du kører fingeren over en overflade, siger papir eller tæppe, kan du fortælle, hvor glat eller ru det er. Et scanningssondemikroskop fungerer på en lignende mekanisk måde, men ved hjælp af en nanoskala ‘finger’.

der er forskellige slags scanningssondemikroskop, der fungerer på lidt forskellige måder:

• et atomkraftmikroskop har en meget fin spids, nogle gange kun et atom bredt, som trækkes over en prøveoverflade. Spidsen stiger over atomer og falder ind i mellemrummet mellem. Stigningen og faldet er så lille, at en laser bruges til at registrere bevægelsen. En computer bruger oplysningerne til at producere 3D-billeder af atomer. Du ser billedet på en computerskærm, ikke gennem et okular som du gør i optiske mikroskoper.

• scanningstunnelmikroskopet måler ændringer i elektrisk strøm mellem sondespidsen og atomerne på en prøveoverflade.

• i et magnetisk kraftmikroskop registrerer spidsen ændringer i overfladens magnetiske struktur på atomniveau.

disse scanningssondemikroskoper var de værktøjer, som forskere havde ventet på. Nanoteknologi tog nu fart. Ikke kun kunne atomer ses, det blev fundet, at mikroskopernes spidser kunne bruges til at fange individuelle atomer og flytte dem rundt. Forskere var i stand til at lave billeder ud af et par atomer, såsom bogstaver og smiley ansigter. Mere alvorligt betød dette nye værktøj, at det var muligt at begynde at arbejde på en af drømmene fra nogle nanoteknologer – bygningen af nanoskala objekter atom for atom.