นาโนเทคโนโลยีเป็นกระแสใหม่ของการพัฒนาเทคโนโลยีในศตวรรษที่21 หลายคนคงสงสัว่า นาโนเทคโนโลยีคืออะไร มีประโยชน์อย่างไร ทำไมมันถึงมีความสำคัญมากนักในปัจจุบันมันสามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์อะไรได้บ้าง แล้วปัจจุบันมีการสร้างผลิตภัณฑ์ที่เป็นนานโนเทคโนโลยีอะไรบ้างเรามารู้จัก " นาโนเทคโนโลยี" กัน

นาโนเทคโนโลยีคืออะไร?

              คำว่า "นาโน" เป็นหน่วยวัด ระดับ ขนาด หรือ ความยาวของวัตถุ ตามมาตราเมตริก นาโน หมายถึง หนึ่งในพันล้านส่วน ( 1 นาโมเมตร เท่ากับ 10-9 ของ 1 เมตร ) ส่วนคำว่า "เทคโนโลยี " หมายถึง วิวัฒนาการ ความก้าวหน้า ถ้านำมารวมกันแปลความหมายได้คือ “ ความก้าวหน้าระดับ นาโนเมตร ” "นาโนเทคโนโลยี" หมายถึง ศาสตร์และศิลป์ในการจับและ/หรือจัดเรียงอะตอมทำให้เกิดวัสดุสิ่งประดิษฐ์หรือระบบที่นำมาใช้ประโยชน์ได้ “The art and science of manipulating and rearranging individual atoms to create useful materials, devices, and systems”เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ สร้าง การสังเคราะห์วัสดุ อุปกรณ์ เครื่องจักรหรือผลิตภัณฑ์ซึ่งมีขนาดเล็กมากในระดับนาโนเมตร เทียบเท่ากับระดับอนุภาคของโมเลกุลหรืออะตอม รวมถึงการออกแบบหรือการใช้เครื่องมือสร้างวัสดุที่อยู่ในระดับที่เล็กมาก หรือการเรียงอะตอมและโมเลกุลในตำแหน่งที่ต้องการ ได้อย่างแม่นยำ และถูกต้อง ทำให้โครงสร้างของวัสดุหรือสสารมีคุณสมบัติพิเศษ ไม่ว่าทางด้านฟิสิกส์ เคมี หรือชีวภาพ ส่งให้มีผลประโยชน์ต่อผู้ใช้สอย 

นับว่ามีการนำเทคโนโลยีเข้ามาใช้ในหลากหลายสาขา เช่น ทางการแพทย์ วิศวกรรม        นาโนเทคโนโลยีจะเข้ามาช่วยในการยืดอายุของโพรงฟันที่ฟันได้ถูกถอนออกไป การรักษาฟันเริ่มต้นการทำงานด้วยการเจาะรูขนาดเล็กบริเวณขากรรไกร ซึ่งตำแหน่งในการเจาะจะเลือกโดย เครื่อง PET (portable position emission tomographic machine) จากนั้นจะทำการฉีดสารผสมวัสดุที่สามารถสร้างตัวเองได้ (assembler molecules) เข้าไปในบริเวณที่ได้เจาะไว้ วัสดุดังกล่าวสามารถก่อตัวเป็นโครงสร้างที่แข็งแรงอย่างรวดเร็ว ปัญหาในปัจจุบัน คือ การรักษาคนไข้ด้วยการฝังรากเทียมค่อนข้างใช้เวลานาน แต่วัสดุใหม่นี้สามารถก่อตัวเป็นฟันหรือเหงือกใหม่ได้ในเวลาเพียงไม่กี่นาที สามารถทำได้กับคนไข้ที่มีอายุมากและกระดูกบาง โครงสร้างดังกล่าวมีความแข็งแรงและทนทานสูงเหมือนเพชร ซึ่งจะไม่ผุไม่เสียอีก จึงถูกเรียกว่า Diamond teeth การรักษาด้วยวิธีนี้จะช่วยให้คนไข้มีฟันใหม่ที่แข็งแรงเหมือนคนหนุ่มสาว ซึ่งจากหลักการนี้เราสามารถขยายผลไปถึงการสร้างแขนขา กระดูกที่มีความแข็งแรงสูงให้กับมนุษย์ได้ในอนาคต  Nanotechnology นาโนเทคโนโลยีกับวงการแพทย์ และเภสัช     - มาใช้งานไบโอเมดิคอลหรือตรวจวิเคราะหาโรคและการรักษาโรค - การตรวจวิเคราะห์ทางชีวภาพซึ่งให้ผลได้รวดเร็วมีประสิทธิภาพ ยิ่งขึ้น - อนุภาคขนาดนาโนเมตร สามารถใช้เป็นตัวนำส่งยาเฉพาะที่เป้าหมายได้โดยหลีกเลี่ยงการเกิดผลอาการข้างเคียงเนื่องจากการใช้ยาที่มีฤทธิสูงๆ,บางกรณียาสารออกฤทธิ์จะถูกห่อหุ้มด้วยแคปซูลขนาดนาโนเมตรเพื่อควบคุมการปลดปล่อยตัวยาให้ได้นานและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น - ในอนาคต การสร้างตัวสกัดกั้นที่มีขนาดนาโนเมตรจะถูกนำมาใช้ในการซ่อมแซมเนื้อเยื่อผิวหนัง, กระดูก มันจะช่วยให้ร่างกายคนไข้เร่งสร้างอวัยวะขึ้นมาทดแทน

เมาอดขับจับโดยนาโนเซนเซอร์    ในประเทศแคนาดา มีการติดตั้งระบบอินเตอร์ล็อค หรืออุปกรณ์ตัดระบบสตาร์ทเครื่องยนต์ (Ignition Interlock Device) ที่ใช้ติดตั้งในรถยนต์ของผู้ขับขี่ที่เคยต้องโทษจากการขับรถขณะมึนเมา อุปกรณ์นี้ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ตรวจวัดระดับแอลกอฮอล์ที่ติดตั้งอยู่บนแผงหน้าปัด โดยมีการเชื่อมต่อกับระบบสตาร์ทเครื่องยนต์ โดยปกติผู้ขับขี่ต้องเป่าลมเข้าไปในอุปกรณ์ เพื่อเป็นการตรวจวัดระดับแอลกอฮอล์ในกระแสเลือดของผู้ขับขี่ ก่อนสตาร์ทเครื่องยนต์ ถ้าแอลกอฮอล์อยู่ในระดับสูงกว่าค่าที่ตั้งเอาไว้ ซึ่งปกติจะอยู่ที่ 0.02 หรือ 0.04 % เครื่องยนต์จะไมสตาร์ท      ฟันเพชร (Diamond Teeth) กับนาโนเทคโนโล       การปลูกถ่ายฟัน หรือ เรียกอีกอย่างว่า การทำรากฟันเทียม  เป็นวิธีการใส่โลหะลักษณะคล้ายสกรูจากบริเวณขากรรไกร ซึ่งเป็นกระบวนการที่เหนี่ยวนำให้เกิดการสร้างกระดูกบริเวณฐาน วิธีนี้มีข้อเสียเช่น การสร้างกระดูกที่ไม่เหมาะสม การปลูกถ่ายฟันต้องมีกระดูกรอบตัวสกรูประมาณ 1.5 มิลลิเมตร หากมีกระดูกบางกว่านี้จะไม่สามารถใส่สกรูได้ ซึ่งจะเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นในกรณีที่ผู้ป่วยมีอายุมากและได้ถอนฟันไปนานจะทำการปลูกถ่ายฟันด้วยวิธีนี้ไม่ได้  เสื้อยืดซิลเวอร์นานโน     นวัตกรรมระดับประเทศด้านผลิตภัณฑ์และกระบวนการผลิตสิ่งทอเคลือบสาร โนซิลเวอร์ด้วยเทคโนโลยีนาโน โดยใช้โลหะเงินที่มีขนาดระดับนาโน ซึ่งมีคุณสมบัติในการต่อต้านเชื้อแบคทีเรียและไม่เป็นอันตรายต่อร่างกาย โดยกระบวนการผลิตแบบขั้นตอนเดียว ( 1 - step precess ) ซึ่งเป็นวิธีการผลิตที่ง่าย และมีความรวดเร็วในการผลิต และเป็นการต่อยอดผลงานวิจัยของสถาบันวิจัยโลหะและวัสดุ      ซิลเวอร์นาโนคืออะไร  อนุภาคนาโนของเงินหรือนาโนซิลเวอร์(Nanosilver)        เป็นอนุภาคระดับนาโนของโลหะเงินที่มีคุณสมบัติในการยับยั้งแบคทีเรีย โดยเมื่อโลหะเงินที่มีอนุภาคเล็กระดับนาโนนี้แตกตัวเป็นประจุหรือไอออน อนุภาคนาโนของเงินก็จะไปจับตัวกับผนังเซลล์ของแบคทีเรีย และแทรกเข้าไปภายในเซลล์เพื่อไปจับกับเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ในการเผาผลาญออกซิเจนและพลังงานของแบคทีเรีย ทำให้ไปขัดขวางการทำงานของเอนไซม์ จึงทำให้แบคทีเรียขาดอาหารและตายไปในที่สุด ผลการศึกษาที่ผ่านมาพบว่าอนุภาคของเงินสามารถทำลายเซลล์แบคทีเรียได้ถึง 650 ชนิด ที่รู้จักกันดีอย่างเช่น Streptococcus และ Lacto Bacillus ที่ใช้กันมากในนมเปรี้ยว หรือ Staphylococcus และ E. coli ที่มักพบในอาหารที่เน่าเสีย

Nanotechnology

      Nanotechnology, shortened to "nanotech", is the study of the controlling of matter on an atomic and molecular scale. Generally nanotechnology deals with structures of the size 100 nanometers or smaller in at least one dimension, and involves developing materials or devices within that size. Nanotechnology is very diverse, ranging from extensions of conventional device physics to completely new approaches based upon molecular self-assembly, from developing new materials with dimensions on the nanoscale to investigating whether we can directly control matter on the atomic scale.

Nanomaterials

         This includes subfields which develop or study materials having unique properties arising from their nanoscale dimensions.

• Interface and colloid science has given rise to many materials which may be useful in nanotechnology, such as carbon nanotubes and other fullerenes, and various nanoparticles and nanorods.
• Nanoscale materials can also be used for bulk applications; most present commercial applications of nanotechnology are of this flavor.
• Progress has been made in using these materials for medical applications; see Nanomedicine.
• Nanoscale materials are sometimes used in solar cells which combats the cost of traditional Silicon solar cells
• Development of applications incorporating semiconductor nanoparticles to be used in the next generation of products, such as display technology, lighting, solar cells and biological imaging; see quantum dots.

Bottom-up approaches

These seek to arrange smaller components into more complex assemblies.

• DNA nanotechnology utilizes the specificity of Watson–Crick basepairing to construct well-defined structures out of DNA and other nucleic acids.
• Approaches from the field of "classical" chemical synthesis also aim at designing molecules with well-defined shape (e.g. bis-peptides^[14]).
• More generally, molecular self-assembly seeks to use concepts of supramolecular chemistry, and molecular recognition in particular, to cause single-molecule components to automatically arrange themselves into some useful conformation.

Top-down approaches

These seek to create smaller devices by using larger ones to direct their assembly.

• Many technologies that descended from conventional solid-state silicon methods for fabricating microprocessors are now capable of creating features smaller than 100 nm, falling under the definition of nanotechnology. Giant magnetoresistance-based hard drives already on the market fit this description,^[15] as do atomic layer deposition (ALD) techniques. Peter Grünberg and Albert Fert received the Nobel Prize in Physics for their discovery of Giant magnetoresistance and contributions to the field of spintronics in 2007.^[16]

• Solid-state techniques can also be used to create devices known as nanoelectromechanical systems or NEMS, which are related to microelectromechanical systems or MEMS.
• Atomic force microscope tips can be used as a nanoscale "write head" to deposit a chemical upon a surface in a desired pattern in a process called dip pen nanolithography. This fits into the larger subfield of nanolithography.
• Focused ion beams can directly remove material, or even deposit material when suitable pre-cursor gasses are applied at the same time. For example, this technique is used routinely to create sub-100 nm sections of material for analysis in Transmission electron microscopy

Health and environmental concerns

        Some of the recently developed nanoparticle products may have unintended consequences. Researchers have discovered that silver nanoparticles used in socks only to reduce foot odor are being released in the wash with possible negative consequences.Silver nanoparticles, which are bacteriostatic, may then destroy beneficial bacteria which are important for breaking down organic matter in waste treatment plants or farms.

        A study at the University of Rochester found that when rats breathed in nanoparticles, the particles settled in the brain and lungs, which led to significant increases in biomarkers for inflammation and stress response.

        A major study published more recently in Nature Nanotechnology suggests some forms of carbon nanotubes – a poster child for the “nanotechnology revolution” – could be as harmful as asbestos if inhaled in sufficient quantities. Anthony Seaton of the Institute of Occupational Medicine in Edinburgh, Scotland, who contributed to the article on carbon nanotubes said "We know that some of them probably have the potential to cause mesothelioma. So those sorts of materials need to be handled very carefully.".In the absence of specific nano-regulation forthcoming from governments, Paull and Lyons (2008) have called for an exclusion of engineered nanoparticles from organic food.A newspaper article reports that workers in a paint factory developed serious lung disease and nanoparticles were found in their lungs.