nanotechnologijos

Technologija

2022

Mes paaiškiname, kas yra nanotechnologijos, kam ji skirta ir pavyzdžiais. Be to, jo pritaikymas medicinoje, biotechnologijoje ir kitose srityse.

Nanotechnologijos kuria „mašinas“, veikiančias molekuliniu lygmeniu.

Kas yra nanotechnologija?

Apskritai nanotechnologijos yra manipuliavimas medžiagomis ir artefaktais bei jų gamyba skalė atominė arba molekulinė, tai yra nanometrinė. Tai labai plati sritis tyrimai ir vis dar konsoliduojamos programos.

Nanotechnologijos apima reikalas subatominės, taip pat specifinės žinios apie disciplinas mokslinis panašus organinė chemija, molekulinė biologija, puslaidininkiai, mikrogamyba ir mokslas paviršiai, be kita ko.

Labai paprastai, nanotechnologijos prasideda nuo idėjos sukurti mikroskopines mašinas, kuriomis būtų galima gaminti naujas unikalios ir konkrečios molekulinės konfigūracijos medžiagas.

Tačiau daugelio šių „mašinų“ pobūdis nėra panašus į tas, kurias naudojame kasdieniame gyvenime, bet gali būti sudarytos iš virusas Genetiškai „perprogramuotas“ ir kitomis biotechnologinėmis priemonėmis. Vadinasi, šis technologija tai begalinis galimybių ir, žinoma, pavojų šaltinis.

Be to, naudojant nanotechnologijas, buvo sukurtos nanomedžiagos, kurių nėra gamta ir nuostabių savybių. Jie buvo sukurti modifikuojant molekules esamų medžiagų.

Taigi, buvo atidaryta milžiniška tyrimų sritis su praktiškai begaliniu pritaikymu, kuris vis dar apibrėžiamas ir eksperimentavimas. Nanotechnologijos žada atnešti naują pramoninę ir mokslinę-technologinę revoliuciją.

Nanotechnologijų istorija

1959 m. pirmą kartą buvo aptarta nanotechnologijų ir nanomokslo galimybė. Pirmasis jas paminėjo Nobelio fizikos premijos laureatas amerikietis Richardas Feynmanas (1918–1988), kalbėdamas Caltech (Kalifornija, JAV), kurioje jis kūrė teoriją apie sintezę tiesiogiai manipuliuojant atomai.

Tačiau terminą „nanotechnologija“ 1974 metais sugalvojo japonas Norio Taniguchi (1912–1999). Nuo tada daugelis svajojo arba kėlė teorijas apie tokio tipo pažangių mašinų ir medžiagų galimybę.

Pavyzdžiui, amerikiečių inžinierius Kimas Ericas Drexleris (1955-) dalyvavo populiarinant šį terminą, o tokio tipo tyrimai, daugiausia atsakingi už formalią nanotechnologijų studijų krypties pradžią devintajame dešimtmetyje. laikas in mikroskopija ir fullerenų atradimas 1985 m.

Nuo 2000 metų nanomedžiagos pradėtos naudoti pramoniniu būdu. Atsakydamas į vyriausybės pasaulio pradėjo investuoti didžiules sumas į nanotechnologijų tyrimus ir plėtrą.

Jo pritaikymas šioje srityje biochemija, medicina ir genetinė inžinerija jie paaiškėjo netrukus po to. Šiandien tai viena iš labiausiai pagrįstų ir paklausiausių mokslo krypčių net vadinamojo Trečiojo pasaulio šalyse.

Kam skirtos nanotechnologijos?

Iš esmės nanotechnologija yra medžiagų inžinerijos rūšis atominiu arba molekuliniu mastu. Tai reiškia, kad jis leidžia manipuliuoti medžiaga be galo mažu mastu, nuo 1 iki 100 nanometrų, ty maždaug molekulės dydžio. DNR (2 nm) ir a bakterija Mycoplasma genties (200 nm).

Todėl nanotechnologijų nauda yra beveik begalinė: nuo įsikišimo į cheminę sudėtį gyvi sutvėrimai, taip leidžiant modifikuoti DNR mikroskopiniai gyviai ir „užprogramuoti“ juos atlikti tam tikras biochemines užduotis, iki naujų medžiagų, turinčių unikalių savybių, vadinamų nanomedžiagomis, gamybos.

Nanotechnologijų taikymas

Nanotechnologijos gamina pesticidus arba trąšas, kurios bendradarbiauja su žemės ūkiu.

Kai kurie dabartiniai nanotechnologijų pritaikymai yra susiję su:

  • Tekstilės industrija. Pažangių audinių, galinčių iš anksto užprogramuoti lustuose ar kituose elektroniniuose prietaisuose, kūrimas, todėl gali būti savaime išsivalantis, atstumiantis dėmes arba galintis keistis. spalvinimas ir iš temperatūros.
  • Žemės ūkio dizainas. Parengimas pesticidai, kontroliuojamos biochemijos pesticidai ir trąšos, leidžiančios pagerinti dirvožemiai, taip pat nanojutikliai, skirti aptikti gruntinį vandenį, maistinių medžiagų koncentraciją ir kt.
  • Parama gyvulininkystei. Gamyba per nanodaleles vakcinų ir vaistų rūpintis Sveikata gyvuliai arba nanojutikliai, galintys įspėti apie ligas, parazitaiir kt.
  • Maisto pramone. Šioje srityje yra sukurti maisto jutikliai, tai yra elementai, galintys patikrinti jų gyvybingumą maistas, į jai skirtą nano pakuotę, specialiai sukurtą tam, kad sulėtintų natūralų maisto skilimo procesą.
  • Nanofarmaciniai preparatai. Tai pirmoji karta Produktai Farmakologiniai produktai, sukurti su nanosistemomis, galintys efektyviai ir specifiškai paskirstyti vaistų veikliąsias medžiagas, pasiekti geresnių ir greitesnių rezultatų bei sumažinti šalutinę žalą.

Kita vertus, industrija kaip ateities tyrimų sritis numato šias:

  • Nanoinformatika. Didžiulės galios ir greičio kompiuterizuotų sistemų projektavimas per nanosistemas.
  • Nanotermologija. Nanomašinų taikymas efektyviai ir greitai reguliuoti vietinę temperatūrą.
  • Nanoenergijos. Kad jie galėtų būti veiksmingi, saugūs ir žemi poveikis aplinkai, kaip energijos krizės, nuo kurios prasideda XXI a., sprendimas.
  • Aplinkosaugos sprendimai. Kaip nanotechnologinės pavojingų atliekų šalinimo ar šiukšlių šalinimo sistemos.

Nanotechnologijų pavyzdžiai

Keletas dabartinės nanotechnologijos taikymo pavyzdžių problemų žmonės yra tokie:

  • Baktericidinis juodas silicis. Australijos ir Ispanijos mokslininkai paskelbė sukūrę medžiagą, vadinamą „juoduoju siliciu“, kurios molekulinė sudėtis neleidžia be papildomų produktų daugintis rūšių gramteigiamų ir gramneigiamų bakterijų, be to, mažina tam tikrų tipų endosporų veiksmingumą.
  • Nanochirurgija naudojant robotą. Šveicarijos laboratorija ETH Zürich ruošiasi išbandyti savo pirmąjį magnetiniu būdu valdomą mikrorobotą, žinomą kaip OctoMag, su kuriuo, tikimasi, bus galima atlikti mikrooperacijas neatidarant paciento, tiesiog įšvirkščiant jį į kūną per nedidelę adatą. Panašūs mikrosiurblių modeliai taip pat buvo išbandyti JAV, kai prireikus į akis išleidžiami vaistai.

Nanotechnologijos medicinoje

Nanovakcinos gali padėti imuninei sistemai kovoti su liga.

Nanotechnologijų pažadai medicinos pažangai yra švelniai tariant stulbinantys. Aukščiau pateikėme keletą pavyzdžių, tačiau dar yra ką atrasti, pavyzdžiui:

  • Nanoterapija nuo nepagydomų ligų. Nanotechnologiniai vėžio, ŽIV/AIDS ar Alzheimerio ligos sprendimai gali atsirasti iš biocheminių robotų, įšvirkštų į žmogaus kūną.
  • Nanotechnologinis senėjimo lėtėjimas. Vieną dieną nanodalelių pagalba galėtume kovoti su senėjimu molekuliniu lygiu ir dar labiau pailginti savo gyvenimo trukmę, uždelsdami senatviškumą.
  • Nanovakcinos. Apsaugos nuo ligų sistemos, pagrįstos nanosistemų patekimu į organizmą, kurios pasirūpintų pagalba Imuninė sistema kovojant su visomis naujomis ligomis.
  • Genetinis perprogramavimas. Naudojant nanorobotus būtų galima modifikuoti mūsų DNR ir palaipsniui panaikinti genus, pernešančius įgimtas ligas, trūkumus ir kitas ligas. Tai pagerintų gyvenimo kokybė rūšių apskritai. Tam, žinoma, reikia tam tikru mastu permąstyti ir moralinius mokslo dėsnius.

Nanotechnologijos ir biotechnologijos

Biotechnologija – tai technologinių sprendimų taikymas problemų biologinio pobūdžio. Pristačius nanomokslus, jis įgauna visiškai naują lygį.

Galimybė programuoti ar perprogramuoti gyvas būtybes naudojant nanotechnologinę DNR įsikišimą, leistų mums vesti gyvenimą patogesniu keliu. Tačiau biotechnologijų ir nanotechnologijų derinys sukels didelę etinę ir biologinę riziką.

Žmonija labai gerai žino, kas nutinka, kai bando vaidinti Dievą. Pavyzdžiui, daugiau melžiamų karvių ir mėsos, kenkėjams atsparių pasėlių ir pan. auginimas visada turėtų eiti koja kojon su apmąstymu apie mūsų vietą natūralioje pasaulio santvarkoje.

!-- GDPR -->