• Mitä on nanoteknologia?
• Nanoteknologian historia
• Mihin nanoteknologia on tarkoitettu?
• Nanoteknologian sovellukset
• Nanoteknologian esimerkkejä
• Nanoteknologia lääketieteessä
• Nanoteknologia ja biotekniikka

Selitämme mitä nanoteknologia on, mihin se on tarkoitettu ja esimerkkejä. Lisäksi sen sovellukset lääketieteessä, biotekniikassa ja muilla aloilla.

Nanoteknologia luo "koneita", jotka toimivat molekyylitasolla.

Mitä on nanoteknologia?

Yleisesti ottaen nanoteknologia on materiaalien ja esineiden manipulointia ja valmistusta mittakaavassa atomi tai molekyyli, eli nanometrinen. Se on erittäin laaja ala tutkimusta ja sovellukset ovat edelleen konsolidoitavissa.

Nanoteknologia sisältää asia subatomia sekä erityistietoa tieteenaloilla tieteellisen kaltainen orgaaninen kemia, molekyylibiologia, puolijohteet, mikrovalmistus ja tiede pinnat mm.

Yksinkertaisesti sanottuna nanoteknologia alkaa ajatuksesta rakentaa mikroskooppisia koneita, joilla voidaan tuottaa uusia materiaaleja, joilla on ainutlaatuinen ja erityinen molekyylirakenne.

Monien näistä "koneista" eivät kuitenkaan ole luonteeltaan samanlaisia ​​kuin ne, joita käytämme jokapäiväisessä elämässämme, mutta ne voivat hyvin koostua virus Geneettisesti "uudelleenohjelmoitu" ja muut biotekniset keinot. Näin ollen tämä teknologiaa se on loputon mahdollisuuksien ja tietysti vaarojen lähde.

Lisäksi nanoteknologian avulla on rakennettu nanomateriaaleja, jotka eivät ole olemassa olevia elementtejä luonto ja hämmästyttäviä ominaisuuksia. Ne luotiin modifioinnista molekyylejä olemassa olevista materiaaleista.

Siten on avattu jättimäinen tutkimuskenttä, jossa on käytännössä äärettömiä sovelluksia, jotka ovat vielä määrittelyssä ja kokeilu. Nanoteknologia lupaa tuoda mukanaan uuden teollisen ja tieteellis-teknologisen vallankumouksen.

Nanoteknologian historia

Vuonna 1959 nanoteknologian ja nanotieteen mahdollisuudesta keskusteltiin ensimmäistä kertaa. Ensimmäisenä heihin viittasi fysiikan Nobel-palkinnon voittaja, amerikkalainen Richard Feynman (1918-1988) Caltechissa (Kalifornia, USA) pitämässään puheessaan, jossa hän teorioita synteesistä suoraan manipuloimalla atomeja.

Kuitenkin termin "nanoteknologia" keksi vuonna 1974 japanilainen Norio Taniguchi (1912-1999). Sittemmin monet ovat haaveilleet tai teorianneet tämäntyyppisten kehittyneiden koneiden ja materiaalien mahdollisuudesta.

Esimerkiksi amerikkalainen insinööri Kim Eric Drexler (1955-) osallistui termin popularisointiin ja tämäntyyppinen tutkimus, joka on suurelta osin vastuussa nanoteknologian tutkimuksen alan muodollisesta alkamisesta 1980-luvulla. aika sisään mikroskopia ja fullereenien löytö vuonna 1985.

Vuodesta 2000 lähtien nanomateriaaleja alettiin käyttää teollisesti. Vastauksena hallitukset Maailmasta alkoi investoida valtavia summia nanoteknologian tutkimukseen ja kehittämiseen.

Sen sovellukset alalla biokemia, lääketiede ja geenitekniikka ne tulivat ilmi pian sen jälkeen. Nykyään se on yksi tieteellisistä aloista, joilla on eniten merkitystä ja kysyntää jopa niin sanotun kolmannen maailman maissa.

Mihin nanoteknologia on tarkoitettu?

Periaatteessa nanoteknologia on eräänlaista materiaalitekniikkaa atomi- tai molekyylimittakaavassa. Tämä tarkoittaa, että sen avulla voit manipuloida ainetta äärettömän pienessä mittakaavassa, 1–100 nanometriä, eli noin molekyylin kokoisessa mittakaavassa. DNA (2 nm) ja a bakteeri Mycoplasma-suvun (200 nm).

Siksi nanoteknologian edut ovat käytännössä rajattomat: kemiallisen koostumuksen puuttumisesta elävät olennot, mikä mahdollistaa DNA:n modifioinnin mikroskooppisia eläviä olentoja ja "ohjelmoida" ne suorittamaan tiettyjä biokemiallisia tehtäviä aina uusien, ainutlaatuisia ominaisuuksia omaavien materiaalien, joita kutsutaan nanomateriaaleiksi, valmistukseen.

Nanoteknologian sovellukset

Nanoteknologia tuottaa torjunta-aineita tai lannoitteita, jotka toimivat yhteistyössä maatalouden kanssa.

Jotkut nanoteknologian nykyisistä sovelluksista liittyvät:

• Tekstiiliteollisuus. Älykkäiden kankaiden luominen, jotka pystyvät ennalta ohjelmoituihin käytöksiin siruissa tai muissa elektronisissa instrumenteissa, joten ne voivat olla itsepuhdistuvia, likaa hylkiviä tai muuttuvia väri ja lämpötila.
• Maatalouden suunnittelu. Valmistelu torjunta-aineet, torjunta-aineet ja lannoitteet, joiden biokemia on kontrolloitu ja jotka mahdollistavat parantamisen maaperätsekä nanosensorit pohjaveden, ravinnepitoisuuden jne. havaitsemiseen.
• Tuki karjalle. Valmistus nanohiukkasten kautta rokotteita ja lääkkeitä huolehtia Terveys karja tai nanosensorit, jotka pystyvät varoittamaan sairauksien esiintymisestä, loiset, jne.
• Ruokateollisuus. Tällä alueella kehitetään ruoka-antureita, eli elementtejä, jotka voivat varmistaa elinvoimaisuuden ruokaa, nano-pakkauksiin, jotka on erityisesti suunniteltu hidastamaan ruoan luonnollista hajoamisprosessia.
• Nanofarmaseuttiset valmisteet. Se on ensimmäinen sukupolvi Tuotteet Farmakologiset tuotteet, jotka on suunniteltu nanosysteemien avulla ja jotka pystyvät jakamaan tehokkaasti ja spesifisesti lääkkeiden vaikuttavat aineet, saamaan parempia ja nopeampia tuloksia ja minimoimaan sivuvaurioita.

Toisaalta, ala näkee tulevaisuuden tutkimusalueiksi seuraavat:

• Nanoinformatiikka. Valtavan tehon ja nopeuden tietokoneistettujen järjestelmien suunnittelu nanojärjestelmien avulla.
• Nanotermologia. Nanokoneiden käyttö paikallisen lämpötilan tehokkaaseen ja nopeaan säätelyyn.
• Nanoenergiat. Että ne voisivat olla tehokkaita, turvallisia ja matalia ympäristövaikutus, ratkaisuna energiakriisiin, jolla XXI vuosisata alkaa.
• Ympäristöratkaisut. Nanoteknologisina järjestelminä vaarallisten jätteiden hävittämiseen tai jätteiden hävittämiseen.

Nanoteknologian esimerkkejä

Pari esimerkkiä nykyisestä nanoteknologian sovelluksesta ongelmia ihmiset ovat seuraavat:

• Bakterisidinen musta silikoni. Australialaiset ja espanjalaiset tutkijat ilmoittivat luovansa materiaalia, joka tunnetaan nimellä "musta pii", jonka molekyylikoostumus estää ilman lisätuotteita useiden aineiden leviämisen. lajit gram-positiivisten ja gram-negatiivisten bakteerien torjuntaan, sen lisäksi, että se vähentää tietyntyyppisten endosporien tehokkuutta.
• Nanokirurgia robotilla. Sveitsiläinen laboratorio ETH Zürich valmistautuu testaamaan ensimmäistä magneettiohjattua mikrorobottiaan, joka tunnetaan nimellä OctoMag, jolla sen odotetaan pystyvän suorittamaan mikroleikkauksia avaamatta potilasta yksinkertaisesti ruiskuttamalla se kehoon pienen neulan kautta. Samanlaisia ​​mikropumppumalleja on testattu myös Yhdysvalloissa, ja ne vapauttavat lääkkeitä silmään tarvittaessa.

Nanoteknologia lääketieteessä

Nanovacciinit voivat auttaa immuunijärjestelmää torjumaan sairauksia.

Nanoteknologian lupaukset lääketieteen edistämiseksi ovat vähintäänkin hämmästyttäviä. Yllä annoimme tästä pari esimerkkiä, mutta paljon on vielä löydettävää, kuten:

• Nanohoidot parantumattomiin sairauksiin. Nanoteknologiset ratkaisut syöpään, HIV/AIDS:iin tai Alzheimerin tautiin voivat tulla ihmiskehoon ruiskutettujen biokemiallisten robottien käsistä.
• Nanoteknologinen ikääntymisen hidastuminen. Jonakin päivänä voisimme nanohiukkasten avulla torjua ikääntymistä molekyylitasolla ja pidentää elinikäämme entisestään, mikä viivästyttää seniteettiä.
• Nanovaccines. Suojajärjestelmät sairauksia vastaan, jotka perustuvat nanosysteemien tuomiseen elimistöön, joka huolehtisi auttamisesta immuunijärjestelmä taistelussa kaikenlaisia ​​uusia sairauksia vastaan.
• Geneettinen uudelleenohjelmointi. Nanorobottien avulla olisi mahdollista muokata DNA:ta ja poistaa vähitellen geenejä, jotka kantavat synnynnäisiä sairauksia, puutteita ja muita vaivoja. Tämä parantaisi elämänlaatu lajista yleensä. Tämä tietysti vaatii myös tieteen moraalilakien uudelleenajattelua jossain määrin.

Nanoteknologia ja biotekniikka

Bioteknologia on teknisten ratkaisujen soveltamista ongelmia luonteeltaan biologista. Se nousee täysin uudelle tasolle nanotieteiden käyttöönoton ansiosta.

Mahdollisuus ohjelmoida tai ohjelmoida uudelleen eläviä olentoja DNA:n nanoteknologisen väliintulon avulla voisi antaa meille mahdollisuuden ohjata elämää kohti kätevämpiä polkuja. Bioteknologian ja nanoteknologian yhdistämiseen liittyy kuitenkin merkittäviä eettisiä ja biologisia riskejä.

Ihmiskunta tietää erittäin hyvin, mitä tapahtuu, kun se yrittää leikkiä Jumalaa. Esimerkiksi enemmän lypsylehmiä ja enemmän lihaa, tuholaisresistenttejä viljelykasveja jne. tulisi aina kulkea käsi kädessä oman paikkamme pohdinnan kanssa luonnollisessa maailmanjärjestyksessä.