nanotehnologie

Tehnologie

2022

Vă explicăm ce este nanotehnologia, pentru ce este și exemple. În plus, aplicațiile sale în medicină, biotehnologie și alte domenii.

Nanotehnologia creează „mașini” care funcționează la nivel molecular.

Ce este nanotehnologia?

În linii mari, nanotehnologia este manipularea și fabricarea de materiale și artefacte la a scară atomică sau moleculară, adică nanometrică. Este un domeniu foarte larg de cercetare și aplicații încă în consolidare.

Nanotehnologia implică materie subatomic, precum și cunoștințele specifice ale disciplinelor științific ca Chimie organica, biologie moleculară, semiconductori, microfabricare și ştiinţă suprafețe, printre altele.

Foarte simplu spus, nanotehnologia pleacă de la ideea de a construi mașini microscopice cu care să producă materiale noi cu o configurație moleculară unică și particulară.

Cu toate acestea, natura multora dintre aceste „mașini” nu este similară cu cele pe care le folosim în viața de zi cu zi, dar poate consta în virus „Reprogramat” genetic și alte mijloace biotehnologice. În consecință, aceasta tehnologie este o sursă infinită de posibilități și, desigur, de pericole.

În plus, prin nanotehnologie s-au construit nanomateriale, care sunt elemente inexistente în natură și proprietăți uimitoare. Ele au fost create din modificarea molecule a materialelor existente.

Astfel, s-a deschis un gigantic domeniu de cercetare cu aplicații practic infinite, care sunt încă în definire și experimentare. Nanotehnologia promite să aducă cu ea o nouă revoluție industrială și științifico-tehnologică.

Istoria nanotehnologiei

În 1959, a fost discutată pentru prima dată posibilitatea nanotehnologiei și nanoștiinței. Primul care s-a referit la ele a fost un laureat al Premiului Nobel pentru Fizică, americanul Richard Feynman (1918-1988), în timpul discursului său la Caltech (California, SUA), în care a teoretizat despre sinteza prin manipulare directă a atomi.

Cu toate acestea, termenul de „nanotehnologie” a fost inventat în 1974 de japonezul Norio Taniguchi (1912-1999). De atunci, mulți au visat sau au teoretizat despre posibilitatea acestor tipuri de mașini și materiale avansate.

De exemplu, inginerul american Kim Eric Drexler (1955-) a participat la popularizarea termenului și acest tip de cercetare, fiind în mare parte responsabil pentru începutul formal al domeniului de studiu al nanotehnologiei în anii 1980. , răspunde progreselor de timpul in microscopie și descoperirea fulerenelor în 1985.

Din anul 2000 nanomaterialele au început să fie utilizate industrial. Ca răspuns, cel guvernele din lume a început să investească sume uriașe în cercetarea și dezvoltarea nanotehnologiei.

Aplicațiile sale în domeniul biochimie, medicina si Inginerie genetică au devenit evidente la scurt timp după aceea. Astăzi este unul dintre domeniile științifice cu cea mai mare valabilitate și cerere chiar și în țările așa-numitei Lumi a Treia.

Pentru ce este nanotehnologia?

În termeni de bază, nanotehnologia este un tip de inginerie de materiale la scară atomică sau moleculară. Aceasta înseamnă că vă permite să manipulați materia la o scară infinit de mică, între 1 și 100 de nanometri, adică aproximativ de dimensiunea unei molecule de ADN (2 nm) și a bacterie din genul Mycoplasma (200 nm).

Prin urmare, beneficiile nanotehnologiei sunt practic infinite: de la intervenția compoziției chimice a fiinte vii, permițând astfel modificarea ADN-ului de vieţuitoare microscopice și să le „programeze” să îndeplinească anumite sarcini biochimice, până la fabricarea de materiale noi cu proprietăți unice, numite nanomateriale.

Aplicații ale nanotehnologiei

Nanotehnologia produce pesticide sau îngrășăminte care colaborează cu agricultura.

Unele dintre aplicațiile actuale ale nanotehnologiei au de-a face cu:

  • Industria textila. Crearea de țesături inteligente, capabile de comportamente preprogramate în cipuri sau alte instrumente electronice, putând fi astfel autocurățate, respingând petele sau putând să se schimbe colorare si de temperatura.
  • Proiectare agricolă. Elaborarea de pesticide, pesticide și îngrășăminte cu biochimie controlată care permit îmbunătățirea soluri, precum și nanosenzori pentru detectarea apei subterane, a concentrației de nutrienți etc.
  • Sprijin pentru animale. Fabricarea prin nanoparticule de vaccinuri și medicamente pentru a avea grijă de Sănătate animale sau nanosenzori capabili să alerteze asupra prezenței bolilor, paraziti, etc.
  • Industria alimentară. În acest domeniu sunt dezvoltați senzori pentru alimente, adică elemente care pot verifica viabilitatea alimente, la nano-ambalarea pentru acesta, special conceput pentru a încetini procesul natural de descompunere a alimentelor.
  • Nanofarmaceutice. Este o primă generație de produse Produse farmacologice concepute cu nanosisteme, capabile să distribuie eficient și specific compușii activi ai medicamentelor, obținând rezultate mai bune și mai rapide și minimizând daunele colaterale.

Pe de altă parte, cel industrie prevede ca domenii de cercetare viitoare următoarele:

  • Nanoinformatica. Proiectarea sistemelor computerizate de putere și viteză enormă prin nanosisteme.
  • Nanotermologie. Aplicarea nanomașinilor pentru a regla eficient și rapid temperatura locală.
  • Nanoenergii. Că ar putea fi eficiente, sigure și scăzute impact asupra mediului, ca soluție la criza energetică cu care începe secolul XXI.
  • Soluții de mediu. Ca sisteme nanotehnologice pentru eliminarea deșeurilor periculoase sau eliminarea gunoiului.

Exemple de nanotehnologie

Câteva exemple de aplicația actuală a nanotehnologiei la Probleme oamenii sunt după cum urmează:

  • Siliciu negru bactericid. Oamenii de știință australieni și spanioli au anunțat crearea unui material cunoscut sub numele de „siliciu negru”, a cărui compoziție moleculară împiedică, fără a fi nevoie de produse adăugate, proliferarea a numeroase specii de bacterii gram-pozitive și gram-negative, pe lângă reducerea eficacității anumitor tipuri de endospori.
  • Nanochirurgie folosind un robot. Laboratorul elvețian ETH Zürich se pregătește să testeze primul său micro-robot ghidat magnetic, cunoscut sub numele de OctoMag, cu care se așteaptă să poată efectua microoperații fără a deschide pacientul, pur și simplu prin injectarea acestuia în corp printr-un ac mic. Modele similare de micropompe au fost, de asemenea, testate în SUA, eliberând medicamente în ochi atunci când este necesar.

Nanotehnologia în medicină

Nanovaccinele pot ajuta sistemul imunitar să lupte împotriva bolilor.

Promisiunile nanotehnologiei pentru progresul medicinei sunt cel puțin uimitoare. Mai sus am dat câteva exemple în acest sens, dar mai sunt multe de descoperit, cum ar fi:

  • Nanotratamente pentru boli incurabile. Soluțiile nanotehnologice pentru cancer, HIV/SIDA sau boala Alzheimer ar putea veni din mâna roboților biochimici injectați în corpul uman.
  • Încetinirea nanotehnologică a îmbătrânirii. Într-o zi am putea, prin nanoparticule, să combatem îmbătrânirea la nivel molecular și să ne prelungim și mai mult durata de viață, întârziind senilitatea.
  • Nanovaccinele. Sisteme de protecție împotriva bolilor bazate pe introducerea în organism a nanosistemelor, care ar avea grijă de asistarea sistem imunitar în lupta cu tot felul de noi boli.
  • Reprogramarea genetică. Folosind nanoroboți, ar fi posibil să ne modificăm ADN-ul și să eliminăm treptat genele care poartă boli congenitale, deficiențe și alte boli. Acest lucru ar îmbunătăți calitatea vieții a speciei în general. Acest lucru, desigur, necesită și regândirea legile morale ale științei într-o oarecare măsură.

Nanotehnologie și biotehnologie

Biotehnologia este aplicarea soluțiilor tehnologice la Probleme de natură biologică. Acesta capătă un nivel cu totul nou datorită introducerii nanoștiințelor.

Posibilitatea de a programa sau reprograma ființe vii prin intervenția nanotehnologică a ADN-ului ne-ar putea permite să conducem viața pe căi mai convenabile. Cu toate acestea, combinația dintre biotehnologie și nanotehnologie va implica riscuri etice și biologice semnificative.

Omenirea știe foarte bine ce se întâmplă atunci când încearcă să se joace de Dumnezeu. De exemplu, producția de mai multe vaci de lapte și cu mai multă carne, culturi rezistente la dăunători etc., ar trebui să meargă mereu mână în mână cu reflecția asupra locului nostru în ordinea naturală a lumii.

!-- GDPR -->