Jossain tiedeuutisessa oli, ettei kukaan ole vielä rikastunut nanoteknologisella keksinnöllä. Ehkä sanoja rajasi nanoteknologian nanokoneisiin tms., koska onhan nanomittakaavan pinnoitteita ja rakeita yms. "tyhmiä" tuotteita käsittääkseni tullut markkinoille.
Itseasiassa pidin nanoteknologiaa ihan pelkkänä hypetyksenä kunnes näin Jyväskylässä rakenteilla olevan yliopistorakennuksen, joka oli nimetty nanotekniikan tutkimuksella tms. Eli kyllä siihen ainakin vakavasti suhtaudutaan.
Nanotekniikka on kemiasta katsottuna hieman molekyylejä isompien kohteiden syntetisointia. Enkä tiedä, missä määrin kemian synteesimenetelmistä on hyötyä.
Biologisissa soluissa rakenteet perustuvat pääosin nestekidekalvoihin. Lehdissä näkemäni kuvitelmat nanokoneista ovat olleet jotenkin kiinteämmän oloisia rakenteita. Soluissa nestekidekalvon käyttöä puoltaa mm. se, että koska se tuottaa oman kopionsa itsensä sisään (jakaantuu, lisääntyy) on kasvukyky miltei pakollinen ominaisuus. Ja nestekidekalvoa lienee suht helppo kasvattaa ihan vain rakenneyksiköitä (lipidimolekyylejä) lisäämällä. Mutta voisiko nestekidekalvolla olla myös sellaisia jousto-ominaisuuksia, jotka ovat lähes välttämättömiä rakenteen kokoon nähden suurten rakenneyksiköiden värähtelyvaikutusten (lämpö, säteily jne) torjumiseksi?
Jos ajatellaan ohutta (muutaman atomin paksuista) metallitankoa, ja siihen tulevaa häiriötä, joka siirtää yhden atomin pois paikaltaan, mikään korjausvoima ei paikkaa tuota virhettä. Ratkaisuna voi olla tangon paksuntaminen, niin että ko. virheet on huomioitu. Sama nähdäkseni pätee makromolekyylityyppiseen rakenteeseenkin, joskin siinä virheen paikalla voi tulla jokin muu atomi (happi?). Nestekidekalvorakenteessa molekyylin paikaltaan siirtyminen ei helpostikaan aiheuta pysyvää rakennevirhettä, vaan esim. identtiset molekyylit voivat vaihtaa paikkaansa. Kohtuullset häiriöt pyrkivät siis palautumaan, koska kalvo muodostaa termodynaamisesti edullisimman rakenteen olosuhdeavaruuden lähialueella, siis metastabiilin tilan.
Kun biologiset solurakenteet (organellit) alkavat nanomittakaavasta ja mahdollistavat mammuttipetäjien kaltaisia makroskooppisia rakenteitakin, niin melkeinpä olisin veikkaamassa, että nopein tie nanoteknologian kehittämisessä olisi ottaa mallia elävästä luonnosta.
Voin olla väärässäkin. Tietoni nanoteknologian nykytilasta on varsin hatara. Toivottavasti mahdolliset virheeni aikaansaattavat keskustelua.
Itseasiassa pidin nanoteknologiaa ihan pelkkänä hypetyksenä kunnes näin Jyväskylässä rakenteilla olevan yliopistorakennuksen, joka oli nimetty nanotekniikan tutkimuksella tms. Eli kyllä siihen ainakin vakavasti suhtaudutaan.
Nanotekniikka on kemiasta katsottuna hieman molekyylejä isompien kohteiden syntetisointia. Enkä tiedä, missä määrin kemian synteesimenetelmistä on hyötyä.
Biologisissa soluissa rakenteet perustuvat pääosin nestekidekalvoihin. Lehdissä näkemäni kuvitelmat nanokoneista ovat olleet jotenkin kiinteämmän oloisia rakenteita. Soluissa nestekidekalvon käyttöä puoltaa mm. se, että koska se tuottaa oman kopionsa itsensä sisään (jakaantuu, lisääntyy) on kasvukyky miltei pakollinen ominaisuus. Ja nestekidekalvoa lienee suht helppo kasvattaa ihan vain rakenneyksiköitä (lipidimolekyylejä) lisäämällä. Mutta voisiko nestekidekalvolla olla myös sellaisia jousto-ominaisuuksia, jotka ovat lähes välttämättömiä rakenteen kokoon nähden suurten rakenneyksiköiden värähtelyvaikutusten (lämpö, säteily jne) torjumiseksi?
Jos ajatellaan ohutta (muutaman atomin paksuista) metallitankoa, ja siihen tulevaa häiriötä, joka siirtää yhden atomin pois paikaltaan, mikään korjausvoima ei paikkaa tuota virhettä. Ratkaisuna voi olla tangon paksuntaminen, niin että ko. virheet on huomioitu. Sama nähdäkseni pätee makromolekyylityyppiseen rakenteeseenkin, joskin siinä virheen paikalla voi tulla jokin muu atomi (happi?). Nestekidekalvorakenteessa molekyylin paikaltaan siirtyminen ei helpostikaan aiheuta pysyvää rakennevirhettä, vaan esim. identtiset molekyylit voivat vaihtaa paikkaansa. Kohtuullset häiriöt pyrkivät siis palautumaan, koska kalvo muodostaa termodynaamisesti edullisimman rakenteen olosuhdeavaruuden lähialueella, siis metastabiilin tilan.
Kun biologiset solurakenteet (organellit) alkavat nanomittakaavasta ja mahdollistavat mammuttipetäjien kaltaisia makroskooppisia rakenteitakin, niin melkeinpä olisin veikkaamassa, että nopein tie nanoteknologian kehittämisessä olisi ottaa mallia elävästä luonnosta.
Voin olla väärässäkin. Tietoni nanoteknologian nykytilasta on varsin hatara. Toivottavasti mahdolliset virheeni aikaansaattavat keskustelua.
Vastaukset 2
Vanhimmat
Käytät mielestäni sanaa "kide" tässä väärässä tarkoituksessa. Solujen rakenteet eivät todellakaan perustu nesteKIDEkalvoihin. Se, mitä kemiassa käsitetään kiteellä, ei ole eläville soluille kovin suotuisa rakenne. Kidehän on aina järjestäytynyt, kiinteä atomien yhteenliittymä, joka eroaa molekyylimuodosta hilarakenteensa vuoksi.
Ja ihmettelit tapausta, jossa jokin voima "siirtäisi yhden atomin pois paikaltaan, eikä mikään korjaisi tuota virhettä". Kerro, mikä häiriö siirtäisi yksittäisen hiiliatomin pois nanoputken vaatiman hiiliatomien muodostaman kontrolloidun ketjureaktion synteesistä. Happi(tai mikään muukaan "häiriö") ei käy kysymykseen, koska kuten sanoit, on olemassa termodynamiikan lait, joita (varsinkin) kontrolloidut reaktiot noudattavat.
Kun minulle kerrotaan virheestäni, pyrin ensiksikin puolustamaan kantaani, ja jos se ei näytä mahdolliselta myöntämään virheeni. Nestekide oli mielestäni paras tuntemani käsite kuvaamaan solukalvoja. Kolloidipisara ei olisi niin hyvä.
Siirryn nyt siis ensiksi puolustuskannalle:
"In particular, biological membranes and cell membranes are a form of liquid crystal."
http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_crystal
Käännös: erityisesti biologiset kalvot ja solukalvot ovat yksi nestekidemuoto.
Sinun siirtosi.