• Kas ir nanotehnoloģija?
• Nanotehnoloģiju vēsture
• Kam paredzēta nanotehnoloģija?
• Nanotehnoloģiju lietojumprogrammas
• Nanotehnoloģiju piemēri
• Nanotehnoloģijas medicīnā
• Nanotehnoloģijas un biotehnoloģija

Mēs izskaidrojam, kas ir nanotehnoloģijas, kam tā paredzēta, un piemērus. Turklāt tā pielietojums medicīnā, biotehnoloģijā un citās jomās.

Nanotehnoloģijas rada "mašīnas", kas darbojas molekulārā līmenī.

Kas ir nanotehnoloģija?

Vispārīgi runājot, nanotehnoloģijas ir manipulācijas ar materiāliem un artefaktiem un to ražošana mērogs atomu vai molekulāro, tas ir, nanometrisko. Tā ir ļoti plaša joma pētījumiem un pieteikumi joprojām tiek konsolidēti.

Nanotehnoloģijas ietver jautājums subatomiskās, kā arī specifiskās zināšanas par disciplīnās zinātniski līdzīgi organiskā ķīmija, molekulārā bioloģija, pusvadītāji, mikroražošana un zinātne virsmas, cita starpā.

Ļoti vienkārši sakot, nanotehnoloģijas sākas ar ideju izveidot mikroskopiskas iekārtas, ar kurām ražot jaunus materiālus ar unikālu un īpašu molekulāro konfigurāciju.

Tomēr daudzu šo "mašīnu" raksturs nav līdzīgs tām, kuras mēs lietojam ikdienā, bet tās var sastāvēt no vīruss Ģenētiski "pārprogrammēts" un citi biotehnoloģijas līdzekļi. Līdz ar to šī tehnoloģija tas ir bezgalīgs iespēju un, protams, briesmu avots.

Turklāt, izmantojot nanotehnoloģiju, ir izveidoti nanomateriāli, kas ir neesoši elementi dabu un pārsteidzošas īpašības. Tie tika izveidoti no modifikācijas molekulas no esošajiem materiāliem.

Tādējādi ir atvērts gigantisks pētījumu lauks ar praktiski bezgalīgiem lietojumiem, kas joprojām tiek definēti un eksperimentēšana. Nanotehnoloģijas sola sev līdzi atnest jaunu rūpniecisku un zinātniski tehnoloģisku revolūciju.

Nanotehnoloģiju vēsture

1959. gadā pirmo reizi tika apspriesta nanotehnoloģiju un nanozinātņu iespēja. Pirmais uz tiem atsaucās Nobela prēmijas laureāts fizikā, amerikānis Ričards Feinmens (1918-1988), runājot Kaltehā (Kalifornija, ASV), kurā viņš teorētiski izvirzīja sintēzi, tieši manipulējot ar atomi.

Tomēr terminu "nanotehnoloģija" 1974. gadā ieviesa japānis Norio Taniguči (1912-1999). Kopš tā laika daudzi ir sapņojuši vai teorētiski domājuši par šāda veida modernu iekārtu un materiālu iespējamību.

Piemēram, amerikāņu inženieris Kims Ēriks Drekslers (1955-) piedalījās šī termina popularizēšanā, un šāda veida pētījumi, kas lielā mērā ir atbildīgi par nanotehnoloģiju studiju jomas formālo sākumu 1980. gados. , reaģē uz progresu laiks iekšā mikroskopija un fullerēnu atklāšana 1985. gadā.

No 2000. gada nanomateriālus sāka izmantot rūpnieciski. Atbildot uz valdības no pasaules sāka ieguldīt milzīgas summas nanotehnoloģiju pētniecībā un attīstībā.

Tās pielietojums jomā bioķīmija, zāles un gēnu inženierija tie kļuva redzami neilgi pēc tam. Mūsdienās tā ir viena no zinātnes jomām ar vislielāko pamatotību un pieprasījumu pat tā sauktās trešās pasaules valstīs.

Kam paredzēta nanotehnoloģija?

Pamatā nanotehnoloģija ir materiālu inženierijas veids atomu vai molekulārā mērogā. Tas nozīmē, ka tas ļauj manipulēt ar vielu bezgalīgi mazā mērogā, no 1 līdz 100 nanometriem, tas ir, apmēram molekulas lielumā. DNS (2 nm) un a baktērija Mycoplasma ģints (200 nm).

Tāpēc nanotehnoloģiju priekšrocības ir praktiski bezgalīgas: no iejaukšanās ķīmiskajā sastāvā dzīvās būtnes, tādējādi ļaujot modificēt DNS mikroskopiskas dzīvās būtnes un "ieprogrammēt" tos noteiktu bioķīmisku uzdevumu veikšanai līdz pat jaunu materiālu ar unikālām īpašībām, ko sauc par nanomateriāliem, ražošanai.

Nanotehnoloģiju lietojumprogrammas

Nanotehnoloģijas ražo pesticīdus vai mēslojumu, kas sadarbojas ar lauksaimniecību.

Daži no pašreizējiem nanotehnoloģiju pielietojumiem ir saistīti ar:

• Tekstilrūpniecība. Inteliģentu audumu radīšana, kas spēj iepriekš ieprogrammēt darbības mikroshēmās vai citos elektroniskajos instrumentos, tādējādi spējot pašattīrīties, atgrūdināt traipus vai mainīties. krāsojums un no temperatūra.
• Lauksaimniecības dizains. Izstrādāšana pesticīdi, pesticīdi un mēslošanas līdzekļi ar kontrolētu bioķīmiju, kas ļauj uzlabot augsnes, kā arī nanosensori gruntsūdeņu, barības vielu koncentrācijas u.c. noteikšanai.
• Atbalsts mājlopiem. Ražošana, izmantojot vakcīnu un zāļu nanodaļiņas, lai rūpētos par Veselība mājlopi vai nanosensori, kas spēj brīdināt par slimību klātbūtni, parazītiutt.
• Pārtikas rūpniecība. Šajā jomā tiek izstrādāti pārtikas sensori, tas ir, elementi, kas var pārbaudīt dzīvotspēju ēdiens, līdz nano-iepakojumam, kas īpaši izstrādāts, lai palēninātu dabisko pārtikas sadalīšanās procesu.
• Nanofarmaceitiskie preparāti. Tā ir pirmā paaudze produktiem Farmakoloģiskie produkti, kas izstrādāti ar nanosistēmām, kas spēj efektīvi un specifiski sadalīt zāļu aktīvos savienojumus, iegūstot labākus un ātrākus rezultātus un samazinot blakus bojājumus.

No otras puses, nozare kā nākotnes pētniecības jomas paredz šādas:

• Nanoinformātika. Milzīgas jaudas un ātruma datorizētu sistēmu projektēšana, izmantojot nanosistēmas.
• Nanotermoloģija. Nanomašīnu pielietojums, lai efektīvi un ātri regulētu vietējo temperatūru.
• Nanoenerģijas. Ka tie varētu būt efektīvi, droši un zemi vides ietekme, kā risinājums enerģētiskajai krīzei, ar kuru sākas XXI gs.
• Vides risinājumi. Kā nanotehnoloģiskās sistēmas bīstamo atkritumu apglabāšanai vai atkritumu iznīcināšanai.

Nanotehnoloģiju piemēri

Pāris pašreizējās nanotehnoloģijas pielietojuma piemēri problēmas cilvēki ir šādi:

• Baktericīds melnais silīcijs. Austrālijas un Spānijas zinātnieki paziņoja par materiāla, kas pazīstams kā "melnais silīcijs", radīšanu, kura molekulārais sastāvs novērš daudzu produktu izplatīšanos bez nepieciešamības pievienot produktus. sugas grampozitīvās un gramnegatīvās baktērijas, papildus samazinot dažu veidu endosporu efektivitāti.
• Nanoķirurģija, izmantojot robotu. Šveices laboratorija ETH Zürich gatavojas pārbaudīt savu pirmo magnētiski vadāmo mikrorobotu, kas pazīstams ar nosaukumu OctoMag, ar kuru paredzēts veikt mikroķirurģijas, neatverot pacientu, vienkārši ievadot to organismā caur nelielu adatu. Līdzīgi mikrosūkņu modeļi ir pārbaudīti arī ASV, vajadzības gadījumā izlaižot zāles acī.

Nanotehnoloģijas medicīnā

Nanovacīnas var palīdzēt imūnsistēmai cīnīties ar slimībām.

Nanotehnoloģiju solījumi medicīnas attīstībai ir maigi izsakoties satriecoši. Iepriekš mēs sniedzām dažus piemērus, taču joprojām ir daudz ko atklāt, piemēram:

• Nanoterapija neārstējamām slimībām. Nanotehnoloģiskos risinājumus vēzim, HIV/AIDS vai Alcheimera slimībai varētu radīt cilvēka organismā ievadītu bioķīmisko robotu rokas.
• Nanotehnoloģiskā novecošanās palēnināšanās. Kādu dienu mēs, izmantojot nanodaļiņas, varētu cīnīties ar novecošanos molekulārā līmenī un vēl vairāk pagarināt savu mūžu, aizkavējot senilitāti.
• Nanovakcīnas. Aizsardzības sistēmas pret slimībām, kuru pamatā ir nanosistēmu ievadīšana organismā, kas rūpētos par palīdzību imūnsistēma cīņā pret visu veidu jaunām slimībām.
• Ģenētiskā pārprogrammēšana. Izmantojot nanorobotus, būtu iespējams modificēt mūsu DNS un pakāpeniski likvidēt gēnus, kas pārnēsā iedzimtas slimības, trūkumus un citas slimības. Tas uzlabotu dzīves kvalitāte sugai kopumā. Tas, protams, arī zināmā mērā prasa pārdomāt zinātnes morāles likumus.

Nanotehnoloģijas un biotehnoloģija

Biotehnoloģija ir tehnoloģisko risinājumu pielietošana problēmas bioloģiska rakstura. Pateicoties nanozinātņu ieviešanai, tas iegūst pilnīgi jaunu līmeni.

Iespēja programmēt vai pārprogrammēt dzīvās būtnes, izmantojot DNS nanotehnoloģisko iejaukšanos, varētu ļaut mums virzīt dzīvi uz ērtākiem ceļiem. Tomēr biotehnoloģijas un nanotehnoloģiju kombinācija būs saistīta ar ievērojamu ētisku un bioloģisku risku.

Cilvēce ļoti labi zina, kas notiek, kad tā mēģina tēlot Dievu. Piemēram, vairāku slaucamo govju un vairāk gaļas, pret kaitēkļiem izturīgu kultūru u.c. ražošanai vienmēr ir jāiet roku rokā ar pārdomām par mūsu vietu dabiskajā pasaules kārtībā.