nanoteknik är möjlig delvis för att verktyg har utvecklats för att ’se’ partiklar av materia en nanometer (nm) över eller mindre. Det är mindre än en miljarddels meter.

när tanken på nanoteknik utvecklades på 1960 – talet var det just det-en ide. Forskare kunde inte göra mycket för att få nanoteknik att hända, eftersom de inte hade verktygen att se eller arbeta på nanoskalan. Så på vissa sätt har nanoteknik avancerat tillsammans med utvecklingen av Mikroskop.

optiska mikroskop

optiska (ljus) mikroskop har funnits i många år. Du kan få förstoringar på över 2000 gånger med ett modernt ljusmikroskop. Detta räcker för att se inuti växt-och djurceller, men inte i mycket detalj. Huvudgränsen är ljusets våglängd. I själva verket är många nanoskalaobjekt så små att ljus riktat mot dem missar, och så reflekteras inte tillbaka för oss att se. Detta innebär att föremål på mindre än 300 nm förvrängs under ett ljusmikroskop.

elektronmikroskop

för att förstora saker mer utvecklades ett nytt verktyg. Detta kom 1931, med uppfinningen av elektronmikroskopet. Strålar av elektroner är inriktade på ett prov. När de träffar den är de utspridda, och denna spridning används för att återskapa en bild. Ett elektronmikroskop kan användas för att förstora saker över 500 000 gånger, tillräckligt för att se massor av detaljer inuti celler. Det finns flera typer av elektronmikroskop. Ett transmissionselektronmikroskop kan användas för att se nanopartiklar och atomer.

Scanningsondmikroskop

för att se atomer i detalj behövdes ett verktyg som inte var beroende av ljus eller strålar av elektroner. Detta kom på 1980-talet, med utvecklingen av scanningsondmikroskop. När du kör fingret över en yta, säg papper eller matta, kan du berätta hur slät eller grov det är. Ett scanningsondmikroskop fungerar på ett liknande mekaniskt sätt, men använder en nanoskala ’finger’.

det finns olika typer av scanningsondmikroskop som fungerar på något olika sätt:

• ett atomkraftmikroskop har en mycket fin spets, ibland bara en atom bred, som dras över en provyta. Spetsen stiger över atomer och faller in i mellanrummen mellan. Uppgång och fall är så små att en laser används för att spela in rörelsen. En dator använder informationen för att producera 3D-bilder av atomer. Du ser bilden på en datorskärm, inte genom ett okular som du gör i optiska mikroskop.

• skanningstunnelmikroskopet mäter förändringar i elektrisk ström mellan sondspetsen och atomerna på en provyta.

• i ett magnetiskt kraftmikroskop känner spetsen förändringar i Ytans magnetiska struktur på atomnivå.

dessa scanningsondmikroskop var de verktyg som forskarna hade väntat på. Nanoteknik tog nu fart. Inte bara kunde atomer ses, det visade sig att mikroskopens spetsar kunde användas för att fånga enskilda atomer och flytta dem runt. Forskare kunde göra bilder av några atomer, såsom bokstäver och smiley ansikten. Mer allvarligt innebar detta nya verktyg att det var möjligt att börja arbeta med en av drömmarna hos vissa nanoteknologer – byggandet av nanoskalaobjekt atom för atom.