بیائید شیمی را بهتر ببینیم

تسلط بر قلمرو مولکول‌ها
برای قدم گذاشتن در عرصه فناوری نانو باید درک صحیحی از ابعاد نانو و اهمیت آن داشت. اغلب گفته می‌شود فناوری نانو، فناوری اشیاء کوچک است، اشیاء خیلی کوچک و در واقع استفاده و تولید ماده در مقیاس ریز مولکولی است که در این ابعاد اتم‌ها و مولکول‌ها به شکیلی متفاوت از ابعاد بزرگ‌تر عمل می‌کنند و گستره‌ای از کاربردهای جالب و شگفت‌انگیز را فراهم می‌کنند. می‌توان اصطلاح "فناوری مولکولی" را برای فناوری نانو استفاده کرد، چرا که ابعاد نانو ابعاد کارایی مولکول‌ها است. این ابعاد چه حد و مرزی دارد؟ متوسط ضخامت یک تار موی انسان 80000 نانومتر و ابعاد مولکول گلوکز حدود 1 نانومتر است. قطر مو در مقایسه با مولکول گلوکز بسیار بزرگ‌تر است و مولکول گلوکز هشتاد هزار بار کوچک‌تر از تار مو است، اما می‌تواند انرژی فعالیت اجزای بدن را تامین کند.
"حوزه نانو، به هیچ حوزه خاصی از علم تعلق ندارد، به همه متعلق است". این توصیف تنوع بی‌نهایت و منحصر به فرد بودن فناوری نانو را می‌رساند و در عین حال لزوم آمادگی کسانی را نشان می‌دهد که می‌خواهند در آن نقش داشته باشند. واژه نانو اولین بار در اواخر دهه 1970 استفاده شد. در حالی که تعاریف زیادی برای فناوری نانو وجود دارد، برنامه راهبردی پیشگامی ملی فناوری نانو در آمریکا (NNI) در تلاش برای تعریف مرزهای این نظم جدید و نوظهور، حدودی مشخص را پیشنهاد کرده است. طبق تعریف تعیین شده "فناوری نانو شناخت و کنترل ماده در ابعاد نزدیک به 100-1 نانومتر است، ابعادی که در آن پدیده‌های منحصر به فرد کاربردهای جدیدی پیدا می‌کنند".
ماکروساختار، میکروساختار و نانوساختار
اگر هر جسمی را به منزله یک ساختمان با واحدهای کوچک‌تر در نظر بگیریم، این جسم و خواص آن از همه این واحدها تاثیر می‌پذیرد. برای مقال رنگ انعکاسی از یک جسم جامد هم تابع ماکروساختار شیشه است و هم از میکروساختار و نانوساختار متاثر است. ماکروساختار همان ساختار ظاهری است. مثلا یک ظرف می‌تواند حفره‌های سطحی یا لعاب داشته باشد. ساختار ماکرومتری یا خواص ماکرومتری قابل حس و درک است، تیزی یک کارد، نرمی پر، درخشش فلز و مشابه این موارد در ماکروساختار تعریف می‌شوند. مقیاس بزرگ روبنای یک ساختمان پیچیده‌تر است.
برای ورود به دنیای پیچیده مولکولی و اتمی به ناچار باید از ابعاد میکرومتری گذر کنیم. به ساختار میکرومتری، میکروساختار میگویند، بسیار از خواص قابل سنجش مواد حجیم مربوط به میکروساختار هستند که در مقیاس بین یک میلیمتر تا یک میکرومتر قرار دارد. در مقایسه با یک ساختمان این جز مثل اتاق‌های ساختمان می‌باشد.
ساختار مولکولی و اتمی یک شیء، نانوساختار نامیده می‌شود که به مراتب در سطحی بنیادی‌تر قرار می‌گیرد. در ساختار اتمی، نوع اتم‌های موجود، موقعیت و تعدادشان و نحوه آرایش آنها مدنظر قرار می‌گیرد. در علم نانو به ساختار بزرگ‌تر از ابعاد نانومتری ساختار حجیم یا توده‌ای گفته می‌شود. هرچه آشنایی ما با اتم و مولکول و پدیده‌های مرتبط به آن یعنی پدیده‌های کوانتومی بیشتر باشد، بیشتر از مزایای فناوری نانو مطلع خواهیم شد.