Vakar grožinė literatūra, šiandien nanotechnologijos

Šiuo metu nanotechnologijos yra labai svarbios ir sudomino daugelį įvairių sričių, tokių kaip chemija, fizika, biologija ir inžinerija, mokslininkų, visa tai dėl žadamų pažangų, kuriuos ji reprezentuoja. Artimiausiu metu ši disciplina galėtų atnaujinti dabartinę technologinę pažangą, pastumdama mus į naują technologinės plėtros erą.

Nanotechnologija yra mokslas, atsakingas už materijos struktūrų ištyrimą, studijavimą, kūrimą, projektavimą, sintezę ir manipuliavimą nanodalelių masteliais, tai yra, viena milimetro metro dalis, nanofonfiksas, turintis terminą nanotechnologijos, reiškia milijoninę dalį. dalis, o jos matematinė išraiška yra 1? 10–9, taip pat ši disciplina yra orientuota į savybių ir reiškinių eksploatavimą tame pačiame mastelyje. (Eurorezidentai, 2013)

Šis mokslas grindžiamas tuo, kad dalelės ar struktūros, mažesnės už šimtą nanometrų, šimto tūkstantųjų metro dalių, turi skirtingas savybes ir naują elgesį, atsižvelgiant į jų dydį; Tokiu būdu buvo nustatyta, kad fizinės ir mechaninės savybės, tokios kaip temperatūra, laidumas, lydymosi temperatūra, be kita ko, keičiasi nano skalėje.

Nanotechnologijų tyrimų sritis yra labai plati, pradedant nuo nanodalelių dalelių katalizės 1, susijusios su chemija, ir baigiant fizikinėmis savybėmis, naudojamomis kvantinio taško lazeriu 2, todėl jos tyrimas yra labai sudėtingas., žmonės, dalyvaujantys šiame moksle, turi būti supažindinti su skirtingomis žinių sritimis. („Robles“, 2012)

Nanotechnologijų istorija

Nanotechnologijų istorija yra labai plati ir įvairi, nes tai yra daugiadisciplininis mokslas, apimantis daugelį interesų sričių, tačiau pagrindiniai įvykiai, žymintys jos vystymąsi, yra šie.

4 a., Romėnai

Yra pėdsakų, kad senovės Romos stiklo gamintojai stiklą gamino iš manometrinių metalų, pirmą kartą pasinaudoję medžiagų, turinčių nano skalę, savybėmis.

1661 m., Robertas Boyle'as

Airijos chemikas Boyle'as išleidžia savo darbą pavadinimu Skeptical Chymist, jis prieštarauja Aristoteliui neigdamas, kad ugnis, oras, vanduo ir žemė yra materiją sudarantys elementai.

18 amžius, Thomas Wedgewood

18-ojo amžiaus pabaigoje Wedgewood pirmą kartą gamino vaizdus naudodamas šviesai jautrias sidabro nanodaleles, šis atradimas padėjo pagrindą spausdinti dabartines fotografijas.

1857 m., Michaelas Faradėjus

Faradėjus savo karališkosios draugijos moksliniame žurnale skelbia savo paaiškinimą apie nanometrų dalelių įtaką bažnyčių langų spalvai.

1965 m. Richardas Feymanas

Feymanas gauna Nobelio fizikos premiją už vertingą indėlį į kvantinę elektrodinamiką.

1960 m., Nors Feynmanas

Feynmanas skaitė paskaitą apie tai, kokią reikšmę gali turėti mažos metalo dalelės.

1982 m., Ekimovas ir Omuščenka

Du Rusijos mokslininkai pirmiausia paaiškino kvantinį gimdymą.

1990 IBM

IBM kompanija savo logotipą rašo nano skalėje, ji panaudojo trisdešimt penkis atomus iš stiklo lapo, vadinamo ksenonuna.

1996–1998 m., WTEC

Pasaulio technologijų vertinimo centras (WTEC), finansuojamas iš Nacionalinio Sciene fondo5, atliko pirmąjį 1 nanotechnologijų plėtros tyrimą, kurio rezultatai buvo labai teigiami, nes jie rado potencialą technologinių naujovių srityje.

(Poole ir Owensas, 2007)

2000 m., William J. Clinton

Tuometinis JAV prezidentas Clintonas įsteigė nacionalinį

Nanotechnologijų iniciatyva6, skirta nanotechnologijų tyrimams ir plėtrai.

Nanotechnologijų apibrėžimas

Kai kurie nanotechnologijų apibrėžimai yra šie:

„Nanotechnologijos yra naujas požiūris, orientuotas į medžiagų suspaudimą ir medžiagų savybių įsisavinimą manometriniu mastu“ (Schulenburg, 2004)

„Nanotechnologijos yra palyginti naujas mokslas, taikomas daugelyje tyrimų sričių. Jį sudaro medžiagų molekuliniu mastu tyrimas, analizė, struktūrizavimas, mokymas, projektavimas ir eksploatacija “(Venemedia, 2014)

„Nanotechnologijos sąvoka apima tas mokslo ir technologijos sritis, kuriose kontroliuojamos būdu tiriamos, gaunamos ir tvarkomos labai mažų matmenų, paprastai mažesnio nei vieno mikrono, medžiagos, medžiagos ir prietaisai“ (Faustino, 2011).

Nanomedžiagos

„Nanomedžiagos yra medžiagos, kurių morfologinės savybės yra mažesnės nei mikrometras bent viename matmenyje“ (Castillo, 2012), nors šių medžiagų dydžiui nėra specifinio parametro, manoma, kad jos svyruoja nuo vieno iki šimto nanometrų.. Jungtinių Amerikos Valstijų aplinkos agentūra (EPA) sudarė nanomedžiagų klasifikaciją, kuri yra:

Anglies pagrindu

Kaip rodo jų pavadinimas, šios nanomedžiagos yra sudarytos daugiausia iš anglies ir paprastai yra rutulio, elipsoidų ar vamzdžių formos, o elipsoido ir sferos formos yra vadinamos fullerenomis, o cilindro formos - nanovamzdeliais.

Metalas

Šių rūšių nanomedžiagos pasižymi kvantiniais taškais, sidabro ir aukso masto dalelėmis, be metalinių oksidų.

Dendrimerai

Šios rūšies nanomedžiagos yra sudarytos iš polimerų 7, išsišakojusių vienetų, jie yra labai naudingi skiriant vaistus.

Junginiai

Šios nanomedžiagos pasižymi tuo, kad yra sudarytos iš nanodalelių, tokių kaip molis, derinių manometrinėse skalėse.

(„Castillo“, 2012)

Bendrieji nanotechnologijų metodai

Nuo pat nanotechnologijų atsiradimo ji išsiskyrė tuo, kad juda remdamasi dviem pagrindiniais metodais eksperimentiškai ir teoriškai. Abu metodai išsiskiria tuo, kaip gaminamos ir formuojamos jų nanomedžiagos. Šie metodai yra žinomi kaip „iš viršaus į apačią“ ir „iš apačios į viršų“ nanotechnologijos.

Nanotechnologijos iš viršaus į apačią

Šis metodas pasižymi tuo, kad leidžia labai tiksliai ir palaipsniui tvarkyti medžiagas, ypač tobulinant gamybos technologijas. Galimybė labai tiksliai manipuliuoti gamybos tikslumu turi daug privalumų, viršijančių galimybę gaminti produktą su apibrėžta struktūra, strategijos vykdymo nuo viršaus iki apačios metodika:

Labai tikslus apdirbimas Litografijos įrankiai Fotolitografija Elektronų pluošto litografija

Kai kurie produktai, pagaminti šiuo metodu, yra lustai, kurie yra vis mažesni, tačiau juose yra daugiau tranzistorių. (López, 2011)

Nanotechnologijos iš apačios į viršų

„Iš apačios į viršų“ koncepcija pirmą kartą buvo iškelta Feynmano konferencijoje 1959 m., Joje kalbama apie objekto, manipuliuojančio nanometrų dydžio medžiagomis, surenkant atomą į molekulinius gabalus, konstravimą. Prognozių instituto direktorius Ericas Drexleris išpopuliarino šį terminą dėl savo darbo su juo, Drexleris sukūrė nanodalelių molekulines struktūras, naudodamas robotus, užprogramuotus daryti bet ką.

Dar viena šios koncepcijos darbo sritis yra medžiagų, turinčių tam tikras manometrines dalis ar komponentus, gamyba, vadinama nanofazinėmis medžiagomis. Šios medžiagos padarė didelę pažangą tiriant smulkių miltelių, tokių kaip auksas, elektronines ir optines savybes. (López, 2011)

Ekonominis ir socialinis poveikis

Medžiagos ir gaminiai su manometrinėmis medžiagomis yra tokie įvairūs, kad tikimasi didelio poveikio visoms žinių sritims, tuo pačiu būdu galima daryti išvadą, kad ji svarbiu būdu propagavo technologiją, nes šiandien žinoma tik dalis jos pritaikymų ir galimybes, kurias jie gali suteikti. Kalbant apie ekonomiką, nanotechnologijos jau daro įtaką įvairioms pramonės sritims, tokioms kaip:

AutomobiliųAeronautikaQuantum Lees gamybaSupergridų gamybaQuantum WiresQuantum DotsElektronikaGenetiniai tyrimaiFarmacijos

Tikimasi, kad artimiausiu metu dėl dalyvavimo skirtingose pramonės šakose tai bus pagrindinė šalių ekonomikos dalis. Kalbant apie socialinį poveikį, reikia elgtis atsargiai, nes tai yra nauja ir svetima sąvoka, todėl priimant ir susipažįstant su šiuo naujuoju mokslu, labai svarbūs bus socialinių mokslų ir švietimo sektoriaus specialistai. (Rodriguezas, 2005 m.)

Nanoelektronika

Tai yra nanotechnologijų šaka, atsakinga už elektroninių programų kūrimą, naudojant elektronines grandines, esančias mikroschemose ir mikroprocesoriuose, kurie yra manometrinėje skalėje. Visi šie nanoelektronikos pritaikymai ir panaudojimas procesoriuose ir lustuose yra vadinami ardančiąja technologija 8, nes jie aiškiai skiriasi nuo tradicinių modelių ir programų. Kai kurie šios naujos tendencijos pavyzdžiai yra: hibridinių molekulių puslaidininkių elektronika, nanovamzdeliai, nanolaidai. vienmatė, pažangi molekulinė elektronika, be kita ko. (Kosta, 2000 m.)

Mikroprocesoriai gaminami naudojant litografijos metodą, kurį sudaro silicio plokštelių uždėjimas ant puslaidininkio paviršiaus, kuris po to padengiamas šviesai jautriu sluoksniu, kad būtų galima parodyti grandinės atvaizdą, galutinai apdoroti ir suteikti jam charakteristikas ir savybes. jo veikimui būtinos elektrinės savybės; pakartojant procedūrą, pridedant naują kaukę, atsiranda mikroprocesoriai ir lustai, kuriuos mes šiandien žinome. (Schulenburg, 2004)

Šis naujas nanotechnologijų pritaikymas elektroniniuose ir elektriniuose prietaisuose atveria naujas galimybes tobulinti ir diegti naujoves tūkstančiams produktų, tokių kaip: televizoriai, radijo imtuvai, mobilieji telefonai, kompiuteriai, automobiliai, buitiniai prietaisai ir daugelis kitų, todėl jo plėtra reiškia proveržis elektronikoje.

Nanomedicina

Viena iš svarbiausių nanotechnologijų įtakos sričių yra medicina. Visi šio naujojo mokslo teikiami pranašumai yra labai naudingi sveikatai, jie pagerina daugelio žmonių gyvenimo kokybę. Nanomedicinos tyrimų sritys iš esmės yra trys: diagnozė, vaistų skyrimas ir regeneracinis gydymas. Iliustracijoje šias sritis galima vizualizuoti.

Nanomedicinos tyrimų sritys. Paimta iš straipsnio, kurį parašė Laura M. Lechuga (2007)

Nanodiagnostika

Šis nanotechnologijų aspektas reiškia, kad prietaisai ar programos gali nustatyti tam tikro patogeno ar galbūt vėžio ląstelių buvimą žmogaus kūne, tačiau šiai technologijai reikia labai didelio tikslumo, kad būtų išvengta šalutinio poveikio. Kai kurie nanodiagnostiniai pavyzdžiai yra šie:

Jutiklis, kuris gali nustatyti medžiagų, tokių kaip vitaminai ir kalcis, trūkumą pirštų prakaito dėka. Vonios veidrodis, teikiantis informaciją, pagrįstą prakaitavimu.Įrenginiai, galintys analizuoti gėrimus, kuriuose nėra patogenų ir bakterijų.

Kontroliuojamas narkotikų išleidimas

Kitas didelis privalumas, kurį galima pritaikyti naudojant nanotechnologijas, yra sistemų ar prietaisų, kurie tiekia kontroliuojamą kiekį narkotikų, naudojimas. Ši priemonė susideda iš nanometrinių struktūrų, patenkančių į kūną, naudojimo, narkotikų gabenimo į nurodytą vietą ar pažeistą vietą ir atpalaidavimo. medžiaga. Ši procedūra apima išankstinę kapsulę ir labai sudėtingą planavimą, kad būtų galima apskaičiuoti medžiagos gabenimą ir aktyvavimą tinkamu laiku. Du svarbiausi šio įrankio taikymo būdai:

Viršmolekulinės tabletės

Tai yra įgaubtos molekulinės struktūros, kurios gali pernešti vaistus antenomis, kurios prilimpa prie tam tikrų baltymų, tokių kaip antikūnai, leidžiančios medžiagai veikti jas.

Magnetinės dalelės nuo vėžio

Panašiai kaip supermolekulinės tabletės, manometrinės proporcijos magnetinės dalelės gali būti nukreiptos į vėžines sritis, kurias suaktyvins elektromagnetinis laukas, kad būtų sumažintas arba pašalintas navikas.

Regeneracinė nanomedicina

"Regeneracinė nanomedicina skirta pažeistų audinių ir organų atstatymui ar pakeitimui, naudojant genų terapijos, ląstelių terapijos, bioregeneracinių medžiagų dozavimo ir audinių inžinerijos metodus, stimuliuojančius paties organizmo atstatymo mechanizmus". kai kurios programos yra: (Lechuga, 2007)

Dantų pasta su manometrine aparato ir baltymų medžiaga, skirta dantų atstatymui. Kremas su cinko ir oksido nanodalelėmis, siekiant išvengti tiesioginio odos kontakto su ultravioletiniais spinduliais. Sukurti struktūras, kurios palankiai paveiktų žmogaus audinių augimą pažeistose kūno vietose., norint plėtoti šią naujovę, reikia valdyti ląstelių gamybą

Tokiu būdu tikimasi, kad nanomedicina prisidės prie sveikatos pažangos, kad būtų išvengta infekcijų, būtų galima padėti gydant sergančius žmones, padaryti gyvenimą patogesnį ir galbūt išspręsti ligas, kurios šiandien nėra gydomos.

išvada

Nanotechnologijų raida reiškia proveržį daugelyje žinių sričių, o dar labiau tuo atveju, kai tai taikoma, šis terminas reiškia manipuliavimą ir medžiagų ir gaminių plėtrą manometriniu mastu, kad būtų galima atlikti užduotis, kurių negalima atlikti kitokiu mastu. didesnio dydžio.

Tačiau nanotechnologija reiškia ne tik smulkių daiktų, bet ir naujų daiktų gaminimą, tai yra, pasinaudojant unikaliomis medžiagų savybėmis, kurių skirtingu mastu būtų neįmanoma gauti visiškai naujoms medžiagoms, turinčioms daugiau ir geresnių savybių.

Naujos medžiagų savybės ir didžiulė nanotechnologijų taikymo įvairovė artimiausiu metu paveiks daugelį žinių, prekybos ir sveikatos sektorių, todėl nanotechnologijų dėka gali įvykti technologinė revoliucija.

Bibliografija

Castillo, FD (2012 m. Gegužės 15 d.). PAGRINDINIŲ STUDIJŲ FAKULTETAS CUAUTITLÁN. Gauta iš nanomedžiagų įvado: http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m6/Introduccion%20a%20los%20nanomateriales.pdfCosta, JL (2000 m. Liepos 23 d.). Nanoelektronika. Gauta iš molekulinės elektronikos: http://www.phantomsnet.net/Resources/files/Nanoeletronica_alta.pdfEuroresidents. (2013 m. Rugpjūčio 4 d.). Kas yra nanotechnologijos? Gauta iš euro gyventojų, aistra gyvenimui: https://www.euroresidents.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htmFaustino, A. (2011 m. Balandžio 1 d.). Nacionalinis Meksikos autonominis universitetas. Gauta iš NANOTECHNOLOGIJOS FARMACINĖJE PLĖTROJE: http://depa.fquim.unam.mx/liberacion/pdf/nanotecno.pdfLechuga, LM (2007 m. Birželio 10 d.). Nanomedicinos revoliucija.Gauta iš http://digital.csic.es/bitstream/10261/27998/1/038_043_Articulo_05.pdf López, TM (2011). Nanotechnologijos ir nanomedicina. Meksika: ARKHÉ. Poole, C., & Owens, F. (2007). Nanotechnologijos. Barselona: „REVERTÉ.Robles“, JD (2012 m. Birželio 19 d.). Nanotechnologijos. Gauta iš kiekybinių taškų lazerių: https://telos.fundaciontelefonica.com/tag/nanotecnologia/Rodriguez, VV (2005 m. Sausio 17 d.). Nanomokslai ir nanotechnologijos. Gauta iš pagrindinės XXI amžiaus technologijos: http://suf.fisica.edu.uy/feiasofi2005/nanociencia.pdfSchulenburg, M. (2004 m. Vasario 9 d.). Nanotechnologijos. Gauta iš „Rytojaus pasaulio naujovių“: https://ec.europa.eu/research/industrial_technologies/pdf/nano-brochure/nano_brochure_en.pdfVenemedia. (2014 m. Lapkričio 22 d.). Nanotechnologijų apibrėžimas. Gauta iš: https: // conceptdefinition./ nanotechnologijos /

Darbo pasiūlymas

T E vyras:

Produktų, turinčių didesnį atsparumą ir ilgaamžiškumą, kūrimas

Tikslas:

Kurkite gaminius iš tvirtesnių ir patvaresnių medžiagų, pasinaudodami manometrinėmis skalės savybėmis.

____

1 Procesas, kurio metu dėl katalizatoriaus pagreitėja cheminė reakcija

2 Tai yra puslaidininkinis lazeris, naudojantis kvantinius taškus šviesai skleisti

3 mažos masės, kurių negalima suskaidyti ar padalyti

4 Pasaulio technologijų vertinimo centras

5 Nacionalinis mokslo fondas

6 Nacionalinė nanotechnologijų iniciatyva