Moderne harde schijven hebben slechts een oppervlakte van enkele vierkante nanometers nodig voor elk stukje informatie. Om onszelf te beschermen tegen zonnebrand gebruiken we zonnebrandmiddelen die nanodeeltjes titaniumdioxide of zinkoxide bevatten. Is dit het begin van het nano-tijdperk? Younan Xia (Georgia Institute of Technology, USA) gaat in op deze vraag in zijn hoofdartikel in de meest recente editie van het tijdschrift Angewandte Chemie , die is gewijd aan het onderwerp nanowetenschap (gratis toegankelijk tot eind 2014).

"Voordat 'nano' een modewoord werd, mensen gebruikten al tientallen jaren nanomaterialen, zo niet eeuwen, ", zegt Xia. "Neem bijvoorbeeld katalysatoren, die in de jaren zeventig op de markt werden gebracht." Onze cellen bevatten ook structuren op nanoschaal, zoals die worden gebruikt voor de productie van eiwitten of om energie op te wekken. Deze zijn lange tijd onderwerp geweest van intensief onderzoek. "Nano" is dus helemaal niet nieuw. Echter, er valt nog veel te ontdekken, te onderzoeken – en over te dragen naar nieuwe toepassingsgebieden.

"Het kwantumeffect is waarschijnlijk het meest opwindende geschenk van de nanowereld, " zegt Xia. "Bijvoorbeeld, nanodeeltjes van hetzelfde vaste materiaal (zogenaamde kwantumdots) geven licht van verschillende kleuren af, afhankelijk van de deeltjesgrootte." Dit en andere verschijnselen zouden kunnen worden gebruikt voor toekomstige elektronische of fotonische componenten. Aan de andere kant, sommige toepassingen hebben er baat bij als de eigenschappen hetzelfde blijven omdat deeltjes kleiner worden:hoewel de afmetingen van een transistor de afgelopen vijftig jaar zijn gekrompen van een paar honderd micrometer tot 22 nanometer, ze werken nog steeds volgens dezelfde fysieke principes.

Nanomedicine maakt zeer specifieke diagnose en behandeling op moleculair niveau mogelijk. Zeer efficiënte kankermedicijnen moeten barrières kunnen overwinnen, herkennen kwaadaardige cellen, en ze selectief aanvallen. zegt Xia, "Een groot aantal medicijnafgiftesystemen is goedgekeurd voor kankertherapie in klinieken." Een complex veld als nanogeneeskunde vereist interdisciplinaire teams uit de chemie, natuurkunde, Engineering, biologie, genetica, proteomica, radiologie, oncologie, en volksgezondheid. Een van de grootste uitdagingen is om deze verschillende mensen samen te brengen voor echte samenwerking.

Veel nanomaterialen hebben nog een lange weg te gaan om van het laboratorium naar industriële toepassing te gaan, omdat de productie van nauwkeurig gedefinieerde nanodeeltjes op industriële schaal uiterst moeilijk is. In dit gebied, microfluïdische technologie blijkt een veelbelovend alternatief te zijn voor schaalbare, betrouwbaar, en kosteneffectieve productie.

Deze speciale editie van Angewandte Chemie bevat overzichtsartikelen van vooraanstaande experts, geeft een overzicht van de laatste ontwikkelingen en problemen:Harald Krug pakt het thema "Nanosafety Research – Are We on the Right Track" aan, Jens Rieger en zijn medewerkers presenteren "Formation of Nanoparticles and Nanostructures - An Industrial Perspective on CaCO3, Cement, en polymeren", Reinhard Niessner bespreekt "De vele gezichten van roet:karakterisering van door motoren vrijgegeven roetnanodeeltjes", en Frank von der Kammer en zijn collega's bieden "Spot the Difference:Engineered and Natural Nanoparticles in the Environment - Release, Gedrag, and Fate". Xia en zijn medewerkers dragen bij "Engineered Nanoparticles for Drug Delivery in Cancer Therapy".

"Van elektronica tot fotonica, informatie opslag, communicatie, katalyse, energie, medicijn, binnenlandse veiligheid milieubescherming, cosmetica, en zelfs bouwconstructies, elk van hen zou baat kunnen hebben bij nanomaterialen, " besluit Xia. "Alleen wanneer dit relatief nieuwe en nog steeds schijnbaar bizarre domein van nano een positieve en langdurige impact kan hebben op elk aspect van onze samenleving, kunnen we eindelijk de komst van het nano-tijdperk aankondigen."