Nanoantény by mohly být použity při vývoji optických telekomunikačních systémů, absolutně bezpečných sítí, CD a DVD nosičů s mnohonásobně vyšší hustotou záznamu nebo třeba mikroskopů, které vědci využijí při zkoumání proteinů. „Budou to miliony aplikací ve všech druzích zařízení.“ tvrdí fyzik Bert Hecht ze švýcarské univerzity v Basileji, jehož tým se na vývoji podílel.
Nanoantény jsou miniaturní, dokáží však zaměřit světlo přesněji než jakákoliv jiná existující čočka. Jestliže konvenční antény soustřeďují a zesilují rádiové signály, pak zlaté nanoantény zesilují viditelné světlo.
Zařízení vyvinuté Hechtem a jeho kolegy se skládá ze zlatých pásků širokých 45 nanometrů a dlouhých 200 až 400 nanometrů. Mezery mezi nimi jsou široké pouhých 20 nanometrů. Vzájemné působení mezi světelnými vlnami a anténou vede k zaostření světla, které proniká mezerami mezi jednotlivými pásky. Konvenční čočky mohou v nejlepším případě zaostřit zhruba na bod v polovině vlnové šířky světla. To znamená, že mikroskop využívající viditelné světlo, které má vlnovou šířku v rozsahu 400 až 800 nanometrů, může zaostřit jen přibližně na 200 nanometrů. Nanoantény mohou dosáhnout 50x lepšího rozlišení.
Nanotechnologie zajistí ochranu vašich dat na internetu
Očekávané využití nanoantén, které ocení všichni
Pro představu:
1 nanometr = 1 miliardtina metru
uživatelé internetu, se chystá v oblasti optických sítí. Data zde nebudou přenášena elektrickými signály, ale světelnými pulsy. Nanoantény pomohou spojit a řídit dráhy po kterých světelné signály cestují. „Internet se již nyní velkou měrou spoléhá na optické přenosy a v budoucnu, s neustále narůstajícím objemem zpracovaných dat, bude jejich přenos po čistě optických drahách ještě aktuálnější. Dnes je nutné komplikovaně převádět elektrické signály na optické a naopak. “ dodává Hecht.
Další možnost využití se také týká počítačových sítí. Nanoantény by mohly být použity ve vylepšených jednofotonových zářičích, které jsou podle zákonů kvantové fyziky absolutně bezpečné, protože není možné sledovat fotony bez jejich změny. Jinými slovy: Každý pokus o hacknutí proudu jednotlivých fotonů bude odhalen a spustí alarm. Konvenční metody přenosu jsou naproti tomu při kódování zpráv závislé na klíčích, kterými jsou náhodně generována obrovská čísla.
Kapacita DVD překoná všechny vaše představy
S nanoanténami se však setkáme i u CD a DVD mechanik. S jejich pomocí mohou být navrženy efektivnější diody pro zápis dat na CD nebo DVD. Ty pak umožní číst a zapisovat ještě menší kousky dat a tím mnohonásobně zvýšit jejich hustotu na disku. Kapacita stříbrných placiček tak radikálně vzroste.
Nanoantény možná způsobí revoluci i v medicíně. Každá molekula vydává jedinečné spektrum světla, které bychom mohli přirovnat k otisku prstu. Díky tomu dokáží extrémně citlivé senzory založené na nanoanténách, odhalit v organismu jednotlivé viry. Senzory detekují jejich "otisky prstů" a tím umožní přesně zacílit léky na postiženou oblast.
Vlečný paprsek ze Star Treku. Sci-fi?
Podle Hechta by mohli vědci využít elektromagnetickou energii zaměřenou přes antény i k manipulaci s předměty. Zatím pouze o rozměrech v řádu nanometrů. Tímto způsobem by mohli být transportovány uhlíkové nanotrubky nebo některé proteiny. Technologii bychom mohli přirovnat k vlečnému paprsku, který se hojně vyskytuje ve sci-fi filmech typu Star Trek, kde se používal k tažení předmětů o velikosti kosmické lodi. Na praktické využití "vlečného paprsku" si však budeme ještě muset nějaký čas počkat.
Růst uhlíkových nanotrubek; Zdroj: NCCR
Vědci odhadují, že v průběhu pěti let bude nanotechnologie rutinně zvládnuta v rámci výzkumu. Do deseti let by se měli objevit prakticky využitelné aplikace. Největším úkolem, který nyní před vědci leží, je zlepšit techniku výroby tak, aby bylo možné nanoantény vyrábět v masovém měřítku. Dalším krokem k vylepšení funkčnosti nanoantén je nahrazení zlata jiným materiálem nebo vyvinutí třídimenzionální konfigurace.
