Tenk deg at du plukker et h?rstr? fra hodet og deler det p? langs 10 000 ganger i like store deler. Da vil hver av de 10 000 delene ha en tykkelse p? rundt én nanometer. En nanometer er ikke st?rre enn at man f?r plass til kanskje fire-fem atomer. Arvestoffet v?rt – DNA-molekylet – har en bredde p? om lag fem nanometer. Det er med disse ufattelige sm? m?lestokkene forskningsfeltene mikro- og nanoteknologi opererer. Nanoteknologi beveger seg i st?rrelsesorden opp til 100 nanometer, mens mikroteknologi omfatter forskning i noe st?rre, men fortsatt uhyre sm? dimensjoner.
Framtidens teknologi
Denne forskningen f?r ringvirkninger for en lang rekke vitenskapelige felter som elektronikk, datateknologi, biologi, medisin, farmasi, materialteknologi, kvantefysikk, romforskning, kjemi, milj?fysikk og energiteknikk. Derfor skjer det ogs? en symbiose mellom disipliner, og forskningsfeltet er preget av sterk tverrfaglighet. Innfallsvinklene er ofte utradisjonelle, og avstanden mellom grunnforskning og praktisk bruk er i mange tilfeller kort.
Perspektivene for denne forskningen ligger tett opptil science fiction. Raskere og mindre datamaskiner, bedre kommunikasjonsteknologi, nye og kanskje fornybare energikilder, implanterte mikrosystemer for dosering av legemidler og vevsvennlige materialer til bruk i medisinsk behandling, er noen perspektiver som ?pner seg. Man kan ogs? utvikle alt fra nye materialer til kl?r og bygninger, nye lyskilder og sensorer som kan inkorporeres i en lang rekke artikler som vi omgir oss med i hverdagen. Hva med et kj?leskap som sier ifra f?r melken blir sur?
– Vi driver det som kan kalles anvendelsesorientert grunnforskning. Det vil si at veien mellom grunnforskningen og anvendelsen av kunnskapen er relativt kort. Vi forsker p? ting som er relatert til det ? lage komponenter av forskjellig slag. V?r oppgave er ? forst? fysikken bak det ? framstille disse komponentene, forteller fysikkprofessor Terje G. Finstad.
Integrerte kretser
I dag har flere deler av transistorer en st?rrelse p? noen nanometer. For ? utvikle stadig mindre komponenter innen datateknologien, m? forskerne skaffe seg kunnskap om hva som skjer p? atomniv?, for eksempel n?r det gjelder signaloverf?ring. Da foreg?r teoriarbeidet og unders?kelsene ikke lenger etter den klassiske fysikkens lover, men i henhold til kvantefysikken.
Et viktig felt er s?kalte halvledere, som er str?mf?rende materialer man kan kontrollere og variere ledningsevnen til. Slike halvlederkomponenter brukes blant annet til sensorer og kan transportere elektrisitet med lite energitap. Det mest sentrale materialet som Finstad og kollegene arbeider med, er silisium, som er basismaterialet til all elektronikk i dag.
– Gjennom mikroteknologien fors?ker vi ? ”l?re” silisium til ? gj?re forskjellige ting. Slik kan vi kontrollere hvordan silisium oppf?rer seg. Dette kan bidra til ? utvikle en ny generasjon nanoelektronikk, sier Finstad.
Et spesielt prosjekt g?r ut p? ? utvikle lysende silisium for blant annet ? kunne overf?re signaler med lysets hastighet.
– Moores lov sier at integrerte kretser vil f? dobbelt s? stor kapasitet hvert andre ?r. I dag er mye av denne teknologien basert p? silisium, men p? et eller annet tidspunkt m?ter vi en naturlig grense for hvor mye mindre komponentene kan bli. Da gjelder det ? finne nye materialer og nye m?ter ? kontrollere materialene p?, sier fysikkprofessor Bengt Gunnar Svensson.
PROBLEMBYGG: Den nye mikroteknologibygningen i Gaustadbekkdalen skal etter planen bli et av Europas mest avanserte laboratorier i sitt slag. Men problemer med vibrasjoner i bygningen gj?r at SINTEFs og UiOs forskere enn? ikke har kunnet flytte inn i lokalene. Foto : St?le Skogstad (?)
Avansert nybygg
I Gaustadbekkdalen mellom Blindern og det nye Rikshospitalet st?r n? et nyoppf?rt bygg som etter hvert skal bli et av Europas mest avanserte mikroteknologiske laboratorier. Her skal SINTEFs og Universitetet i Oslos fremste milj?er innen denne forskningen arbeide. Det avanserte bygget skulle v?rt tatt i bruk ved juletider i fjor. Men det h?yteknologiske utstyret krever fullstendig vibrasjonsfrie lokaler, og enn? er det vibrasjoner i bygningen. Innflyttingen er derfor utsatt p? ubestemt tid i p?vente av utbedring.
Blant annet skal forskerne kunne drive elektronstr?lelitografi med et instrument som skriver ekstremt tynne linjer. Punktoppl?sningen til dette apparatet er 1,5 nanometer. Ikke minst p? grunn av slikt presisjonsutstyr er det helt n?dvendig at bygget som brukes, er fullstendig vibrasjonsfritt.
Det nye mikroteknologibygget i Gaustadbekkdalen er eneste i sitt slag i Norge og har meget avanserte renerom. I disse laboratoriene skal det ikke v?re mer enn ti partikler per kubikkmeter luft. Avansert renseutstyr s?rger for renheten, og forskerne m? g? gjennom sluser og ta p? seg heldekkende drakter n?r de skal inn i laboratoriene. Hele den delen av bygningen som omfatter renerommene, er bygd p? pilarer som st?r p? grunnfjellet 30 meter under bakkeniv?. P? toppen av disse p?lene er det luftputer som skal s?rge for at renerommene ikke vibrerer.
Tverrfaglighet
MIKROFORSKERE: Fysikkprofessorene Terje G. Finstad (t.v.) og Bengt G. Svensson. Foto: Grethe Tidemann (?)
Det nye mikroteknologilaboratoriet skal deles mellom Universitetet i Oslo og SINTEF. Universitetet i Oslo vil disponere 370 kvadratmeter renerom, mens SINTEF skal ha 800 kvadratmeter. Om lag 40 UiO-forskere vil ha bygningen som sitt arbeidssted, men en lang rekke fagmilj?er vil v?re tilknyttet laboratoriet. De vil utgj?re en del av det som trolig blir et nytt Senter for nanoteknologi og materialvitenskap. Finstad kan blant annet fortelle at de allerede 澳门葡京手机版app下载er med Rikshospitalet om utvikling av sensorer til folk som lider av s?kalt vannhode. Sensorene kan plasseres inne i hodet til pasientene for ? m?le trykket.
Forskerne ved Universitetet i Oslo verker n? etter ? flytte inn i det nye bygget som inkludert utstyr forel?pig er kalkulert til dr?ye 230 millioner kroner. Det er en 15 ?r gammel dr?m som n? ser ut til ? g? i oppfyllelse.
Fakta
Nanometer Er en milliondels millimeter, forkortet nm. Et h?rstr? er rundt 10 000 nanometer tykt.
Nanoteknologi Handler om teknologi med meget sm? objekter. Objektene innen nanoteknologi har en utstrekning fra noen f? nanometer til 100 nanometer.
Mikroteknologi Handler om teknologi med mikroskopisk sm? objekter. Nanoteknologi er inkludert i betegnelsen mikroteknologi, men hvis man vil presisere at det dreier seg om st?rrelser rundt en nanometer, brukes forstavelsen nano i stedet for mikro.
Funksjonelle materialer Materialer med bestemte fysikalske egenskaper - i hovedsak elektriske, optiske, magnetiske og kjemiske egenskaper - som kan utnyttes til et mylder av ulike form?l. Funksjonelle materialer er spesialdesignet av mennesker, ofte helt ned til atomniv?.
FUNMAT Forkortelse for nasjonalt konsortium for satsing p? funksjonelle materialer og nanoteknologi. Deltakere er sentrale naturvitenskapelige og teknologiske institusjoner i Norge: Universitetet i Oslo, NTNU, SINTEF og Institutt for energiteknikk (IFE).
Halvledere En type materialer med spesielle egenskaper. Kan p? forskjellige m?ter variere materialets evne til ? lede elektrisitet. Komponentene i mikroelektronikk er vanligvis laget i halvledermateriale. Det mest brukte halvledermaterialet er silisium.
Superledere En type materiale som kan lede elektrisitet uten tap av energi. Dette forutsetter sterk nedkj?ling av materialet. Under normalt trykk er den h?yeste temperatur som er oppn?dd ved en superleder – 140 grader celcius.
Kvantefysikk Mens klassisk fysikk opererer med Newtons lover, er kvantefysikken den teorien man bruker for ? studere og forst? naturen p? atomniv?. Kvantefysikkens pionerer er Max Planck, Niels Bohr og Albert Einstein.