nanoteknik

Teknologi

2022

Vi förklarar vad nanoteknik är, vad det är till för och exempel. Dessutom dess tillämpningar inom medicin, bioteknik och andra områden.

Nanoteknik skapar "maskiner" som arbetar på molekylär nivå.

Vad är nanoteknik?

I stort sett är nanoteknik manipulation och tillverkning av material och artefakter vid en skala atomär eller molekylär, det vill säga nanometrisk. Det är ett mycket brett område av forskning och applikationer som fortfarande konsolideras.

Nanoteknik involverar materia subatomär, samt den specifika kunskapen om discipliner vetenskapligt liknande organisk kemi, molekylärbiologi, halvledare, mikrotillverkning och vetenskap ytor, bland annat.

Enkelt uttryckt, nanoteknik utgår från idén om att bygga mikroskopiska maskiner för att producera nya material med en unik och speciell molekylär konfiguration.

Men naturen hos många av dessa "maskiner" liknar inte dem vi använder i vårt dagliga liv, utan kan mycket väl bestå av virus Genetiskt "omprogrammerade" och andra biotekniska medel. Följaktligen detta teknologi det är en oändlig källa till möjligheter och, naturligtvis, till faror.

Dessutom har man genom nanoteknik byggt nanomaterial, som är obefintliga element i natur och fantastiska egenskaper. De skapades från modifieringen av molekyler av befintliga material.

Således har ett gigantiskt forskningsfält öppnats med praktiskt taget oändliga tillämpningar, som fortfarande är under definition och experimenterande. Nanotekniken lovar att föra med sig en ny industriell och vetenskapligt-teknisk revolution.

Nanoteknikens historia

1959 diskuterades möjligheten av nanoteknik och nanovetenskap för första gången. Den första som hänvisade till dem var en nobelpristagare i fysik, amerikanen Richard Feynman (1918-1988), under sitt tal på Caltech (Kalifornien, USA), där han teoretiserade om syntesen genom direkt manipulation av atomer.

Termen "nanoteknik" myntades dock 1974 av japanen Norio Taniguchi (1912-1999). Sedan dess har många drömt eller teoretiserat om möjligheten av dessa typer av avancerade maskiner och material.

Till exempel deltog den amerikanske ingenjören Kim Eric Drexler (1955-) i populariseringen av termen och denna typ av forskning, som till stor del var ansvarig för den formella början av studieområdet för nanoteknologi på 1980-talet. , svarar på framstegen från tiden in mikroskopi och upptäckten av fullerener 1985.

Från år 2000 började nanomaterial användas industriellt. Som svar på regeringar av världen började investera enorma summor i nanoteknologisk forskning och utveckling.

Dess tillämpningar inom området biokemi, medicin och genteknik de blev uppenbara kort därefter. Idag är det ett av de vetenskapliga områdena med störst giltighet och efterfrågan även i länder i den så kallade tredje världen.

Vad är nanoteknik till för?

I grundläggande termer är nanoteknik en typ av materialteknik på atomär eller molekylär skala. Det betyder att den låter dig manipulera materia i en oändligt liten skala, mellan 1 och 100 nanometer, det vill säga ungefär lika stor som en molekyl av DNA (2 nm) och en bakterie av släktet Mycoplasma (200 nm).

Därför är fördelarna med nanoteknik praktiskt taget oändliga: från att ingripa den kemiska sammansättningen av levande varelser, vilket gör det möjligt att modifiera DNA:t av mikroskopiska levande varelser och "programmera" dem att utföra vissa biokemiska uppgifter, upp till tillverkning av nya material med unika egenskaper, så kallade nanomaterial.

Nanoteknologiska tillämpningar

Nanoteknik producerar bekämpningsmedel eller gödningsmedel som samverkar med jordbruket.

Några av de nuvarande tillämpningarna av nanoteknik har att göra med:

  • Textilindustrin. Skapandet av intelligenta tyger, kapabla till förprogrammerade beteenden i chips eller andra elektroniska instrument, och därmed kunna vara självrengörande, fläckavvisande eller kunna förändras färgsättning och av temperatur.
  • Lantbruksdesign. Utarbetande av bekämpningsmedel, bekämpningsmedel och konstgödsel med kontrollerad biokemi som möjliggör förbättring av jordar, samt nanosensorer för detektering av grundvatten, näringskoncentration m.m.
  • Stöd till boskap. Tillverkning genom nanopartiklar av vacciner och läkemedel för att ta hand om Hälsa boskap, eller nanosensorer som kan varna om förekomsten av sjukdomar, parasiter, etc.
  • Livsmedelsindustrin. Inom detta område utvecklas matsensorer, det vill säga element som kan verifiera livskraften hos mat, till nano-förpackningar för det, speciellt utformade för att bromsa den naturliga processen för matnedbrytning.
  • Nanoläkemedel. Det är en första generation av Produkter Farmakologiska produkter designade med nanosystem, som effektivt och specifikt kan distribuera de aktiva substanserna i läkemedel, erhålla bättre och snabbare resultat och minimera sidoskador.

Å andra sidan industri föreställer sig följande som framtida forskningsfält:

  • Nanoinformatik. Utformningen av datoriserade system med enorm kraft och hastighet genom nanosystem.
  • Nanotermologi. Tillämpning av nanomaskiner för att effektivt och snabbt reglera den lokala temperaturen.
  • Nanoenergier. Att de mycket väl kunde vara effektiva, säkra och låga miljöpåverkan, som en lösning på energikrisen med vilken XXI-talet börjar.
  • Miljölösningar. Som nanoteknologiska system för hantering av farligt avfall eller sophantering.

Exempel på nanoteknik

Ett par exempel på den nuvarande nanoteknikapplikationen till problem människor är följande:

  • Baktericidal svart kisel. Australiska och spanska forskare tillkännagav skapandet av ett material som kallas "svart kisel", vars molekylära sammansättning förhindrar, utan behov av tillsatta produkter, spridningen av många arter av gram-positiva och gram-negativa bakterier, förutom att minska effektiviteten hos vissa typer av endosporer.
  • Nanokirurgi med hjälp av en robot. Det schweiziska laboratoriet ETH Zürich förbereder sig för att testa sin första magnetiskt styrda mikrorobot, känd som OctoMag, med vilken man förväntas kunna utföra mikrooperationer utan att öppna patienten, helt enkelt genom att injicera den i kroppen genom en liten nål. Liknande modeller av mikropumpar har också testats i USA och släpper ut läkemedel i ögat vid behov.

Nanoteknik inom medicin

Nanovacciner kan hjälpa immunsystemet att bekämpa sjukdomar.

Nanoteknikens löften för medicinens framsteg är minst sagt häpnadsväckande. Ovan gav vi ett par exempel på detta, men det finns fortfarande mycket att upptäcka, såsom:

  • Nanobehandlingar för obotliga sjukdomar. Nanoteknologiska lösningar på cancer, HIV/AIDS eller Alzheimers sjukdom kan komma från händerna på biokemiska robotar som injiceras i människokroppen.
  • Nanoteknologisk bromsning av åldrandet. En dag kunde vi, genom nanopartiklar, bekämpa åldrande på molekylär nivå och förlänga vår livslängd ytterligare och fördröja seniliteten.
  • Nanovacciner. Skyddssystem mot sjukdomar baserade på införandet av nanosystem i kroppen, som skulle ta hand om att hjälpa immunförsvar i kampen mot alla typer av nya sjukdomar.
  • Genetisk omprogrammering. Med hjälp av nanorobotar skulle det vara möjligt att modifiera vårt DNA och gradvis eliminera gener som bär på medfödda sjukdomar, brister och andra sjukdomar. Detta skulle förbättra livskvalité av arten i allmänhet. Detta kräver naturligtvis också att man i viss mån omprövar vetenskapens morallagar.

Nanoteknik och bioteknik

Bioteknik är tillämpningen av tekniska lösningar på problem biologiskt till sin natur. Det tar en helt ny nivå tack vare introduktionen av nanovetenskap.

Möjligheten att programmera eller omprogrammera levande varelser genom nanoteknologiskt ingripande av DNA kan tillåta oss att leda livet mot mer bekväma vägar. Kombinationen av bioteknik och nanoteknik kommer dock att innebära betydande etiska och biologiska risker.

Mänskligheten vet mycket väl vad som händer när den försöker spela Gud. Till exempel bör produktionen av fler mjölkkor och med mer kött, grödor som är resistenta mot skadedjur etc. alltid gå hand i hand med reflektion över vår plats i världens naturliga ordning.

!-- GDPR -->