нанотехнологии

Технологии

2022

Мы объясняем, что такое нанотехнология, для чего она нужна и примеры. Кроме того, его применение в медицине, биотехнологии и других областях.

Нанотехнологии создают «машины», работающие на молекулярном уровне.

Что такое нанотехнологии?

Вообще говоря, нанотехнология - это манипуляция и производство материалов и артефактов на масштаб атомный или молекулярный, то есть нанометрический. Это очень широкая сфера исследовательская работа и приложения все еще находятся в консолидации.

Нанотехнологии включают иметь значение субатомных, а также специфические знания о дисциплины научный как органическая химия, молекулярная биология, полупроводники, микротехнология и наука поверхности, среди прочего.

Проще говоря, нанотехнология начинается с идеи создания микроскопических машин, с помощью которых можно производить новые материалы с уникальной и конкретной молекулярной конфигурацией.

Однако природа многих из этих «машин» не похожа на те, которые мы используем в нашей повседневной жизни, но вполне могут состоять из вирус Генетически «перепрограммирован» и другими биотехнологическими средствами. Следовательно, это технологии это бесконечный источник возможностей и, конечно же, опасностей.

Кроме того, с помощью нанотехнологий были созданы наноматериалы, которых в мире не существует. природа и удивительные свойства. Они были созданы из модификации молекулы существующих материалов.

Таким образом, была открыта гигантская область исследований с практически бесконечным количеством приложений, которые все еще находятся в стадии определения и экспериментирование. Нанотехнологии обещают принести с собой новую промышленную и научно-техническую революцию.

История нанотехнологий

В 1959 году впервые обсуждались возможности нанотехнологий и нанонауки. Первым о них упомянул лауреат Нобелевской премии по физике американец Ричард Фейнман (1918-1988) во время своего выступления в Калифорнийском технологическом институте (Калифорния, США), в котором он теоретизировал о синтезе путем прямого воздействия на атомы.

Однако термин «нанотехнология» был придуман в 1974 году японцем Норио Танигучи (1912–1999). С тех пор многие мечтали или теоретизировали о возможности появления таких передовых машин и материалов.

Например, американский инженер Ким Эрик Дрекслер (1955-) участвовал в популяризации этого термина, и этот тип исследований, в значительной степени ответственный за формальное начало области изучения нанотехнологий в 1980-х гг., Является ответом на достижения в области нанотехнологий. время в микроскопия и открытие фуллеренов в 1985 году.

С 2000 года наноматериалы начали использоваться в промышленности. В ответ правительства мира начали вкладывать огромные суммы в исследования и разработки в области нанотехнологий.

Его приложения в области биохимия, медицина и генная инженерия они стали очевидны вскоре после этого. Сегодня это одна из наиболее актуальных и востребованных областей науки даже в странах так называемого третьего мира.

Для чего нужны нанотехнологии?

В общих чертах, нанотехнология - это разновидность материаловедения на атомном или молекулярном уровне. Это означает, что он позволяет вам манипулировать материей в бесконечно малом масштабе, от 1 до 100 нанометров, то есть размером с молекулу ДНК (2 нм) и бактерия рода Mycoplasma (200 нм).

Таким образом, преимущества нанотехнологий практически безграничны: от вмешательства в химический состав живые существа, что позволяет модифицировать ДНК микроскопические живые существа и «запрограммировать» их на выполнение определенных биохимических задач, вплоть до производства новых материалов с уникальными свойствами, называемых наноматериалами.

Применение нанотехнологий

Нанотехнологии производят пестициды или удобрения, которые используются в сельском хозяйстве.

Некоторые из текущих приложений нанотехнологий связаны с:

  • Текстильная промышленность. Создание интеллектуальных тканей, способных к заранее запрограммированному поведению в чипах или других электронных приборах, таким образом, способных самоочищаться, отталкивать пятна или изменять окраска и из температура.
  • Сельскохозяйственный дизайн. Разработка пестициды, пестициды и удобрения с контролируемой биохимией, которые позволяют улучшить почвы, а также наносенсоры для обнаружения грунтовых вод, концентрации питательных веществ и т. д.
  • Поддержка животноводства. Производство вакцин и лекарств с помощью наночастиц для ухода за Здоровье домашний скот или наносенсоры, способные предупреждать о наличии болезней, паразиты, и т.д.
  • Пищевая промышленность. В этой области разрабатываются пищевые сенсоры, то есть элементы, которые могут проверить жизнеспособность еда, до наноупаковки для него, специально разработанной для замедления естественного процесса разложения пищевых продуктов.
  • Нанофармацевтические препараты. Это первое поколение продукты Фармакологические продукты, разработанные с использованием наносистем, способных эффективно и целенаправленно распределять активные соединения лекарств, получать лучшие и более быстрые результаты и сводить к минимуму побочный ущерб.

С другой стороны, промышленность предусматривает следующие области исследований в качестве будущих:

  • Наноинформатика. Проектирование компьютеризированных систем огромной мощности и скорости через наносистемы.
  • Нанотермология. Применение наномашин для эффективного и быстрого регулирования локальной температуры.
  • Наноэнергетика. Что они могут быть эффективными, безопасными и низкими воздействие на окружающую среду, как выход из энергетического кризиса, с которого начинается XXI век.
  • Экологические решения. В качестве нанотехнологических систем для утилизации опасных отходов или вывоза мусора.

Примеры нанотехнологий

Несколько примеров текущего применения нанотехнологий в проблемы люди следующие:

  • Бактерицидный черный силикон. Австралийские и испанские ученые объявили о создании материала, известного как «черный кремний», молекулярный состав которого предотвращает, без необходимости добавления продуктов, распространение многочисленных разновидность грамположительных и грамотрицательных бактерий, в дополнение к снижению эффективности некоторых типов эндоспор.
  • Нанохирургия с использованием робота. Швейцарская лаборатория ETH Zürich готовится к испытаниям своего первого микроробота с магнитным управлением, известного как OctoMag, с помощью которого ожидается, что он сможет выполнять микрохирургические операции, не открывая пациента, просто вводя его в тело через небольшую иглу. Подобные модели микронасосов также были испытаны в США, при необходимости они выпускают лекарства в глаза.

Нанотехнологии в медицине

Нановакцины могут помочь иммунной системе бороться с болезнями.

Обещания нанотехнологий для развития медицины ошеломляют, если не сказать больше. Выше мы привели пару примеров этого, но еще многое предстоит открыть, например:

  • Нанолечения неизлечимых болезней. Нанотехнологические решения для лечения рака, ВИЧ / СПИДа или болезни Альцгеймера могут быть созданы биохимическими роботами, введенными в организм человека.
  • Нанотехнологическое замедление старения. Когда-нибудь с помощью наночастиц мы сможем бороться со старением на молекулярном уровне и еще больше продлить нашу жизнь, задерживая старение.
  • Нановакцины. Системы защиты от болезней, основанные на внедрении в организм наносистем, которые позаботятся о помощи иммунная система в борьбе со всевозможными новыми болезнями.
  • Генетическое перепрограммирование. Используя нанороботы, можно было бы модифицировать нашу ДНК и постепенно устранять гены, несущие врожденные заболевания, недостатки и другие недуги. Это улучшило бы качество жизни вида в целом. Это, конечно, также требует до некоторой степени переосмысления моральных законов науки.

Нанотехнологии и биотехнологии

Биотехнология - это применение технологических решений для проблемы биологический по своей природе. Он выходит на совершенно новый уровень благодаря появлению нанонауки.

Возможность программирования или перепрограммирования живых существ с помощью нанотехнологического вмешательства ДНК может позволить нам вести жизнь более удобными путями. Однако сочетание биотехнологии и нанотехнологии сопряжено со значительными этическими и биологическими рисками.

Человечество очень хорошо знает, что происходит, когда оно пытается сыграть в Бога. Например, производство большего количества дойных коров и большего количества мяса, сельскохозяйственных культур, устойчивых к вредителям и т. Д., Всегда должно идти рука об руку с размышлениями о нашем месте в естественном порядке мира.

!-- GDPR -->