nanoteknologi

Teknologi

2022

Kami menerangkan apa itu nanoteknologi, untuk kegunaannya dan contohnya. Di samping itu, aplikasinya dalam bidang perubatan, bioteknologi dan bidang lain.

Nanoteknologi mencipta "mesin" yang berfungsi pada tahap molekul.

Apakah nanoteknologi?

Secara umum, nanoteknologi ialah manipulasi dan pembuatan bahan dan artifak di a skala atom atau molekul, iaitu nanometrik. Ia adalah bidang yang sangat luas penyelidikan dan permohonan masih dalam penyatuan.

Nanoteknologi melibatkan perkara subatomik, serta pengetahuan khusus tentang disiplin saintifik seperti kimia organik, biologi molekul, semikonduktor, mikrofabrikasi, dan sains permukaan, antara lain.

Secara ringkasnya, nanoteknologi bermula daripada idea membina mesin mikroskopik yang digunakan untuk menghasilkan bahan baru dengan konfigurasi molekul yang unik dan tertentu.

Walau bagaimanapun, sifat kebanyakan "mesin" ini tidak serupa dengan yang kita gunakan dalam kehidupan seharian kita, tetapi mungkin terdiri daripada virus Secara genetik "diprogramkan semula" dan cara bioteknologi lain. Akibatnya, ini teknologi ia adalah sumber kemungkinan yang tidak terhingga dan, sudah tentu, bahaya.

Selain itu, melalui nanoteknologi, bahan nano telah dibina, iaitu unsur yang tidak wujud dalam alam semula jadi dan sifat yang menakjubkan. Mereka dicipta daripada pengubahsuaian molekul daripada bahan sedia ada.

Oleh itu, bidang penyelidikan yang besar telah dibuka dengan aplikasi yang hampir tidak terhingga, yang masih dalam definisi dan percubaan. Nanoteknologi berjanji untuk membawa bersamanya revolusi industri dan saintifik-teknologi baharu.

sejarah nanoteknologi

Pada tahun 1959, kemungkinan nanoteknologi dan nanosains telah dibincangkan buat kali pertama. Orang pertama yang merujuk kepada mereka ialah pemenang Hadiah Nobel dalam Fizik, Richard Feynman dari Amerika (1918-1988), semasa ucapannya di Caltech (California, Amerika Syarikat), di mana beliau berteori tentang sintesis melalui manipulasi langsung atom.

Walau bagaimanapun, istilah "teknologi nano" telah dicipta pada tahun 1974 oleh Norio Taniguchi Jepun (1912-1999). Sejak itu, ramai yang bermimpi atau berteori tentang kemungkinan jenis mesin dan bahan canggih ini.

Sebagai contoh, jurutera Amerika Kim Eric Drexler (1955-) mengambil bahagian dalam mempopularkan istilah dan jenis penyelidikan ini, yang sebahagian besarnya bertanggungjawab untuk permulaan formal bidang kajian nanoteknologi pada tahun 1980-an. , bertindak balas terhadap kemajuan masa dalam mikroskop dan penemuan fullerene pada tahun 1985.

Dari tahun 2000 bahan nano mula digunakan dalam industri. Sebagai tindak balas kerajaan dunia mula melabur sejumlah besar dalam penyelidikan dan pembangunan nanoteknologi.

Aplikasinya dalam bidang biokimia, perubatan dan Kejuruteraan genetik mereka menjadi jelas tidak lama selepas itu. Hari ini ia adalah salah satu bidang saintifik dengan kesahihan dan permintaan terbesar walaupun di negara-negara yang dipanggil Dunia Ketiga.

Untuk apa nanoteknologi?

Dari segi asas, nanoteknologi ialah sejenis kejuruteraan bahan pada skala atom atau molekul. Ini bermakna ia membolehkan anda memanipulasi jirim pada skala yang sangat kecil, antara 1 dan 100 nanometer, iaitu kira-kira saiz molekul DNA (2 nm) dan a bakteria daripada genus Mycoplasma (200 nm).

Oleh itu, faedah nanoteknologi hampir tidak terhingga: daripada campur tangan komposisi kimia makhluk hidup, dengan itu membenarkan untuk mengubah suai DNA bagi benda hidup mikroskopik dan "program" mereka untuk menjalankan tugas biokimia tertentu, sehingga pembuatan bahan baru dengan sifat unik, dipanggil bahan nano.

Aplikasi Nanoteknologi

Nanoteknologi menghasilkan racun perosak atau baja yang bekerjasama dengan pertanian.

Beberapa aplikasi semasa nanoteknologi mempunyai kaitan dengan:

  • Industri tekstil. Penciptaan fabrik pintar, mampu melakukan pra-program tingkah laku dalam cip atau instrumen elektronik lain, dengan itu mampu membersihkan diri, menghalau noda atau mampu berubah pewarnaan dan daripada suhu.
  • Reka bentuk pertanian. Penghuraian tentang racun perosak, racun perosak dan baja dengan biokimia terkawal yang membolehkan penambahbaikan tanah, serta penderia nano untuk pengesanan air bawah tanah, kepekatan nutrien, dsb.
  • Sokongan untuk ternakan. Pengilangan melalui nanopartikel vaksin dan ubat untuk menjaga Kesihatan ternakan, atau penderia nano yang mampu memberi amaran kepada kehadiran penyakit, parasit, dan lain-lain.
  • Industri Makanan. Di kawasan ini, sensor makanan dibangunkan, iaitu, elemen yang boleh mengesahkan daya maju makanan, kepada pembungkusan nano untuknya, direka khas untuk melambatkan proses semula jadi penguraian makanan.
  • Nanofarmaseutikal. Ia adalah generasi pertama produk Produk farmakologi yang direka dengan sistem nano, mampu mengedarkan sebatian aktif ubat-ubatan secara cekap dan khusus, memperoleh hasil yang lebih baik dan cepat serta meminimumkan kerosakan cagaran.

Sebaliknya, pihak industri membayangkan sebagai bidang penyelidikan masa depan yang berikut:

  • Nanoinformatik. Reka bentuk sistem berkomputer dengan kuasa dan kelajuan yang sangat besar melalui sistem nano.
  • Nanotermologi. Penggunaan mesin nano untuk mengawal suhu tempatan dengan cekap dan cepat.
  • Tenaga nano. Bahawa mereka boleh menjadi cekap, selamat dan rendah kesan alam sekitar, sebagai penyelesaian kepada krisis tenaga yang bermulanya abad XXI.
  • Penyelesaian alam sekitar. Sebagai sistem nanoteknologi untuk pelupusan sisa berbahaya atau pelupusan sampah.

Contoh Nanoteknologi

Beberapa contoh aplikasi nanoteknologi semasa untuk masalah manusia adalah seperti berikut:

  • Silikon hitam bakteria. Para saintis Australia dan Sepanyol mengumumkan penciptaan bahan yang dikenali sebagai "silikon hitam", yang komposisi molekulnya menghalang, tanpa memerlukan produk tambahan, percambahan banyak spesis bakteria gram-positif dan gram-negatif, selain mengurangkan keberkesanan jenis endospora tertentu.
  • Pembedahan nano menggunakan robot. Makmal Switzerland ETH Zürich sedang bersedia untuk menguji robot mikro berpandukan magnetik pertamanya, yang dikenali sebagai OctoMag, yang mana ia dijangka dapat menjalankan pembedahan mikro tanpa membuka pesakit, hanya dengan menyuntiknya ke dalam badan melalui jarum kecil. Model pam mikro yang serupa juga telah diuji di AS, melepaskan ubat ke dalam mata apabila diperlukan.

Nanoteknologi dalam perubatan

Nanovaccines boleh membantu sistem imun melawan penyakit.

Janji-janji nanoteknologi untuk kemajuan perubatan adalah mengejutkan untuk dikatakan. Di atas kami memberikan beberapa contoh perkara ini, tetapi masih banyak yang perlu ditemui, seperti:

  • Rawatan nano untuk penyakit yang tidak boleh diubati. Penyelesaian nanoteknologi untuk kanser, HIV / AIDS atau penyakit Alzheimer boleh datang dari tangan robot biokimia yang disuntik ke dalam tubuh manusia.
  • Nanoteknologi melambatkan penuaan. Suatu hari kita boleh, melalui nanozarah, memerangi penuaan pada tahap molekul dan memanjangkan jangka hayat kita dengan lebih jauh, melambatkan nyanyuk.
  • Nanovaccines. Sistem perlindungan terhadap penyakit berdasarkan pengenalan sistem nano kepada badan, yang akan menjaga membantu sistem imun dalam memerangi semua jenis penyakit baru.
  • Pengaturcaraan semula genetik. Menggunakan nanorobots, adalah mungkin untuk mengubah suai DNA kita dan secara beransur-ansur menghapuskan gen yang membawa penyakit kongenital, kekurangan dan penyakit lain. Ini akan menambah baik kualiti hidup daripada spesies secara amnya. Ini, sudah tentu, juga memerlukan pemikiran semula undang-undang moral sains pada tahap tertentu.

Nanoteknologi dan bioteknologi

Bioteknologi ialah aplikasi penyelesaian teknologi untuk masalah bersifat biologi. Ia mengambil tahap yang baru terima kasih kepada pengenalan nanosains.

Kemungkinan pengaturcaraan atau pengaturcaraan semula makhluk hidup melalui campur tangan nanoteknologi DNA boleh membolehkan kita menjalani kehidupan ke arah jalan yang lebih mudah. Walau bagaimanapun, gabungan bioteknologi dan nanoteknologi akan melibatkan risiko etika dan biologi yang ketara.

Umat ​​manusia tahu betul apa yang berlaku apabila ia cuba mempermainkan Tuhan. Sebagai contoh, pengeluaran lebih banyak lembu tenusu dan dengan lebih banyak daging, tanaman yang tahan terhadap perosak, dan lain-lain, harus sentiasa seiring dengan refleksi tentang tempat kita dalam susunan semula jadi dunia.

!-- GDPR -->