nanotehnologija

Tehnologija

2022

Objašnjavamo što je nanotehnologija, čemu služi i primjeri. Osim toga, njegova primjena u medicini, biotehnologiji i drugim područjima.

Nanotehnologija stvara "strojeve" koji rade na molekularnoj razini.

Što je nanotehnologija?

Općenito govoreći, nanotehnologija je manipulacija i proizvodnja materijala i artefakata u mjerilo atomski ili molekularni, odnosno nanometrijski. To je vrlo široko polje istraživanje a aplikacije su još u konsolidaciji.

Nanotehnologija uključuje materija subatomski, kao i specifično znanje o discipline znanstveno poput organska kemija, molekularna biologija, poluvodiči, mikroproizvodnja i znanost površine, između ostalog.

Vrlo jednostavno rečeno, nanotehnologija polazi od ideje izgradnje mikroskopskih strojeva s kojima će se proizvoditi novi materijali jedinstvene i posebne molekularne konfiguracije.

Međutim, priroda mnogih od ovih "strojeva" nije slična onima koje koristimo u svakodnevnom životu, ali se mogu sastojati od virus Genetski "reprogramirana" i druga biotehnološka sredstva. Posljedično, ovo tehnologija to je beskonačan izvor mogućnosti i, naravno, opasnosti.

Osim toga, kroz nanotehnologiju su izgrađeni nanomaterijali koji su nepostojeći elementi u priroda i nevjerojatna svojstva. Nastali su iz modifikacije molekule postojećih materijala.

Tako je otvoreno gigantsko polje istraživanja s gotovo beskonačnim aplikacijama, koje su još uvijek pod definicijom i eksperimentiranje. Nanotehnologija obećava sa sobom novu industrijsku i znanstveno-tehnološku revoluciju.

Povijest nanotehnologije

Godine 1959. prvi put se raspravljalo o mogućnosti nanotehnologije i nanoznanosti. Prvi se na njih osvrnuo dobitnik Nobelove nagrade za fiziku, Amerikanac Richard Feynman (1918-1988), tijekom svog govora na Caltechu (Kalifornija, SAD), u kojem je teoretizirao o sintezi izravnom manipulacijom atoma.

Međutim, termin "nanotehnologija" skovao je 1974. Japanac Norio Taniguchi (1912.-1999.). Od tada su mnogi sanjali ili teoretizirali o mogućnostima ovih vrsta naprednih strojeva i materijala.

Primjerice, američki inženjer Kim Eric Drexler (1955-) sudjelovao je u popularizaciji pojma i ova vrsta istraživanja, uvelike zaslužna za formalni početak područja proučavanja nanotehnologije 1980-ih, odgovara na napredak vrijeme u mikroskopija i otkriće fulerena 1985.

Od 2000. godine nanomaterijali su se počeli koristiti u industriji. Kao odgovor na vlade svijeta počeo ulagati goleme iznose u istraživanje i razvoj nanotehnologije.

Njegova primjena na području biokemija, medicina i genetski inženjering postali su očiti ubrzo nakon toga. Danas je to jedno od znanstvenih područja s najvećom valjanošću i potražnjom čak i u zemljama tzv. Trećeg svijeta.

Čemu služi nanotehnologija?

U osnovi, nanotehnologija je vrsta inženjerstva materijala na atomskoj ili molekularnoj razini. To znači da vam omogućuje manipuliranje materijom na beskonačno maloj skali, između 1 i 100 nanometara, to jest, otprilike veličine molekule DNK (2 nm) i a bakterija iz roda Mycoplasma (200 nm).

Stoga su prednosti nanotehnologije praktički beskonačne: od intervencije u kemijskom sastavu živa bića, čime se dopušta modificiranje DNK mikroskopska živa bića i "programirati" ih za obavljanje određenih biokemijskih zadataka, sve do proizvodnje novih materijala s jedinstvenim svojstvima, zvanih nanomaterijali.

Primjena nanotehnologije

Nanotehnologija proizvodi pesticide ili gnojiva koja surađuju s poljoprivredom.

Neke od trenutnih primjena nanotehnologije odnose se na:

  • Tekstilna industrija. Stvaranje inteligentnih tkanina, sposobnih za unaprijed programirana ponašanja u čipovima ili drugim elektroničkim instrumentima, tako da se mogu samočistiti, odbijati mrlje ili se mogu mijenjati obojenost i od temperatura.
  • Poljoprivredni dizajn. Razrada od pesticida, pesticida i gnojiva s kontroliranom biokemijom koji omogućuju poboljšanje tla, kao i nanosenzori za detekciju podzemnih voda, koncentracije hranjivih tvari itd.
  • Podrška za stoku. Proizvodnja putem nanočestica cjepiva i lijekova za brigu o Zdravlje stoku ili nanosenzore koji mogu upozoriti na prisutnost bolesti, paraziti, itd.
  • Industrija hrane. U ovom području razvijaju se senzori za hranu, odnosno elementi koji mogu provjeriti održivost hrana, do nano pakiranja za njega, posebno dizajniranog za usporavanje prirodnog procesa razgradnje hrane.
  • Nanofarmaceutika. Riječ je o prvoj generaciji proizvodi Farmakološki proizvodi dizajnirani s nanosustavima, sposobni učinkovito i specifično distribuirati aktivne spojeve lijekova, postići bolje i brže rezultate i minimizirati kolateralnu štetu.

S druge strane, industrija kao buduća polja istraživanja predviđa sljedeće:

  • Nanoinformatika. Projektiranje kompjuteriziranih sustava ogromne snage i brzine kroz nanosustave.
  • Nanotermologija. Primjena nanomstrojeva za učinkovito i brzo reguliranje lokalne temperature.
  • Nanoenergije. Da bi mogli biti učinkoviti, sigurni i niski utjecaj na okoliš, kao rješenje energetske krize s kojom počinje XXI stoljeće.
  • Ekološka rješenja. Kao nanotehnološki sustavi za zbrinjavanje opasnog otpada ili zbrinjavanje smeća.

Primjeri nanotehnologije

Nekoliko primjera trenutne primjene nanotehnologije problema ljudi su kako slijedi:

  • Baktericidni crni silicij. Australski i španjolski znanstvenici najavili su stvaranje materijala poznatog kao "crni silicij", čiji molekularni sastav sprječava, bez potrebe za dodatnim proizvodima, proliferaciju brojnih vrsta gram-pozitivnih i gram-negativnih bakterija, uz smanjenje učinkovitosti određenih vrsta endospora.
  • Nanokirurgija pomoću robota. Švicarski laboratorij ETH Zürich priprema se za testiranje svog prvog magnetno vođenog mikrorobota, poznatog kao OctoMag, s kojim se očekuje da će moći izvoditi mikrokirurške operacije bez otvaranja pacijenta, jednostavnim ubrizgavanjem u tijelo kroz malu iglu. Slični modeli mikropumpi također su testirani u SAD-u, ispuštajući lijekove u oko kada je to potrebno.

Nanotehnologija u medicini

Nanovakcine mogu pomoći imunološkom sustavu u borbi protiv bolesti.

Obećanja nanotehnologije za napredak medicine u najmanju su ruku zapanjujuća. Iznad smo dali nekoliko primjera za to, ali ima još puno toga za otkriti, kao što su:

  • Nanotretmani za neizlječive bolesti. Nanotehnološka rješenja za rak, HIV/AIDS ili Alzheimerovu bolest mogla bi doći iz ruku biokemijskih robota ubrizganih u ljudsko tijelo.
  • Nanotehnološko usporavanje starenja. Jednog dana mogli bismo se, putem nanočestica, boriti protiv starenja na molekularnoj razini i još više produžiti svoj životni vijek, odgađajući senilnost.
  • Nanovakcine. Sustavi zaštite od bolesti temeljeni na uvođenju nanosustava u tijelo, koji bi se brinuli za pomoć imunološki sustav u borbi protiv svih vrsta novih bolesti.
  • Genetsko reprogramiranje. Koristeći nanorobote, bilo bi moguće modificirati našu DNK i postupno eliminirati gene koji nose urođene bolesti, nedostatke i druge bolesti. Ovo bi poboljšalo Kvaliteta života vrste općenito. To, naravno, također zahtijeva ponovno promišljanje moralnih zakona znanosti u određenoj mjeri.

Nanotehnologija i biotehnologija

Biotehnologija je primjena tehnoloških rješenja na problema biološke prirode. Poduzima potpuno novu razinu zahvaljujući uvođenju nanoznanosti.

Mogućnost programiranja ili reprogramiranja živih bića nanotehnološkom intervencijom DNK mogla bi nam omogućiti da vodimo život prema prikladnijim putovima. Međutim, kombinacija biotehnologije i nanotehnologije uključivat će značajne etičke i biološke rizike.

Čovječanstvo jako dobro zna što se događa kada se pokuša igrati Boga. Na primjer, proizvodnja više mliječnih krava i s više mesa, usjeva otpornih na štetočine itd., uvijek treba ići ruku pod ruku s promišljanjem našeg mjesta u prirodnom poretku svijeta.

!-- GDPR -->