Цель настоящей работы - показать влияние нанотехнологий за последние годы, а также достижения и преимущества, которые принесла эта дисциплина, а также проблемы, связанные с использованием этого нового инструмента.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Нанотехнология - это технология, предназначенная для проектирования и манипулирования веществом на уровне атомов или молекул, для промышленных или медицинских целей, среди прочих.
Слово «нанотехнология» широко используется для определения наук и методов, которые применяются на наноразмерном уровне, то есть чрезвычайно малых «нано» мер, которые позволяют молекулярным структурам и их атомам работать и манипулировать. Короче говоря, это привело бы нас к возможности изготовления материалов и машин из перегруппировки атомов и молекул. (МОСКЕРА, 2015)
ДОСТИЖЕНИЯ НАНОТЕХНОЛОГИИ
Достижения нанотехнологий за эти годы показаны ниже. (Инициатива, 2014)
| ДАТА | МЕРОПРИЯТИЕ |
| 1936 | Эрвин Мюллер , в Siemens, изобрел микроскоп с автоэлектронной эмиссией, что позволило получить изображения близко к атомному разрешению материалов. |
| 1940-е годы | Фон Нейман Изучает возможность создания систем, которые воспроизводят себя как способ снижения затрат. |
| 1958 | Джек Килбайд, Texas Instruments, проектирует и строит первую интегральную схему, за которую позже получит Нобелевскую премию в 2000 году. |
| 1959 | Ричард Фейнманн впервые выступает на конференции, посвященной будущему научных исследований: «На мой взгляд, принципы физики не выступают против возможности маневрировать вещи атом за атомом ». |
| 1966 | Создан фильм «Удивительное путешествие», в котором рассказывается о путешествии некоторых ученых по человеческому организму. Ученые уменьшают его размер до размера частицы и входят внутрь тела исследователя, чтобы уничтожить опухоль, которая убивает его. Впервые в истории это считается настоящей научной возможностью. Фильм пользуется большим успехом. |
| 1974 | Норио Танигухиде Токийский университет наук вводит термин нанотехнология в пространственную структуру на атомном уровне |
| 1985 | Бакминстерфуллерены обнаружены |
| 1989 | Создан фильм «Дорогая, я сократил детей», фильм, рассказывающий историю ученого, который изобрел машину, способную уменьшать размер вещей с помощью лазеров. |
| тысяча девятьсот девяносто шесть | Сэр Гарри Крото получает Нобелевскую премию за открытие фуллеренов |
| 1997 | Самая маленькая гитара в мире производится. Это размером с эритроцит. |
| 1998 | Ему удается превратить углеродную нанотрубку в нано-карандаш, который можно использовать для записи |
| 1999- | Потребительские товары, использующие нанотехнологии, начинают появляться в |
| 2000 | Рынок : автомобильные бамперы, которые противостоят вмятинам и царапинам, мячи для гольфа, которые летят прямо, жесткие теннисные ракетки, бейсбольные биты с лучшей гибкостью и ударом, антибактериальные носки из нано-серебра, солнцезащитные кремы Прозрачная одежда без морщин и пятен, глубоко проникающая лечебная косметика, устойчивые к царапинам стеклянные вкладыши, быстрая перезарядка аккумуляторов для беспроводных электроинструментов, а также улучшенные дисплеи для телевизоров, мобильных телефонов и цифровых камер |
| 2001 | Джеймс Гимзевски входит в Книгу рекордов Гиннесса за изобретение самого маленького калькулятора в мире. |
| ОСНОВНОЙ ПРОГРЕСС В ИССЛЕДОВАНИИ В НАНОТЕХНОЛОГИИ И НАНОСОБИИ В ПОСЛЕДНЮЮ
ЛЕТ |
|
| 2003 | Наоми Халас, Дженнифер Уэст, Ребека Дрезек и Рената Паскуалин из Университета Райса разрабатывают золотые нанокапсулы, которые, будучи «настроенными» по размеру для поглощения ближнего инфракрасного света, служат платформой для комплексного выявления, диагностики и лечения рака. Грудь без инвазивной биопсии, деструктивной системной хирургии, радиации или химиотерапии. |
| 2006 | Джеймс Тур и его коллеги из Университета Райса создают наноразмерную «машину»
в олиго (этилен-этилен-фенилен) с алкинильными осями и четырьмя сферическими колесами из фуллерена C60 (бакибол). В ответ на повышение температуры нанокар двигался по золотой поверхности благодаря колесам - бакиболу, как обычная машина движется. При температуре выше 300 ° C он двигался слишком быстро, чтобы химики могли отслеживать движение |
| 2007 | Анжела Белчер и ее коллеги из Массачусетского технологического института создают литий-ионную батарею с распространенным типом вируса, который не является вредным для человека, используя недорогую, экологически чистую процедуру. Аккумуляторы обладают той же энергоемкостью и энергетическими характеристиками, что и аккумуляторные батареи с применением новейших технологий (гибридные автомобили, персональные электронные устройства и т. Д.). |
| 2009 | Надриан Симан и несколько его коллег из Нью-Йоркского университета создают различные наноразмерные устройства с роботизированной сборкой ДНК. Это процесс создания трехмерных структур ДНК с использованием синтетических последовательностей кристаллов ДНК, которые могут быть запрограммированы для самостоятельной сборки с использованием «липких концов» и размещения в совместном порядке и ориентации. Это прогресс с потенциальными приложениями в наноэлектронике. Еще одно творение Симана (с коллегами из Нанкинского университета в Китае) - это «линия сборки ДНК». За эту работу, Симан разделила премию Кавли в области нанонауки в 2010 году. |
| 2010 | IBM использует кремниевый наконечник, который измеряет только несколько нанометров на своей вершине (аналогично наконечникам, используемым в атомно-силовых микроскопах), чтобы отделить материал от подложки и создать полную трехмерную наноразмерную карту мира - размером примерно с - Одна тысячная долей соли, и она сделала это за 2 минуты и 23 секунды |
| 2013 | Исследователи из Стэнфордского университета разработали первый набор углеродных нанотрубок |
Достижения в последние годы
2015
АДРЕСОВАННЫЕ НАНОБОТЫ ДЛЯ НАРКОТИКОВ
Исследователи в области машиностроения в ETH Zurich (Швейцарский федеральный технологический институт) создали микроскопические роботы, которые могут проникать в организм человека, нагруженный лекарством, чтобы высвободить его в обрабатываемой области.
Исследователи несут наноботов в область, направляя нас снаружи магнитными полями. Наноботы уже были проверены на глаз. В этих экспериментах они проплывали через стекловидное тело (прозрачный гель, который заполняет глазное яблоко) и выпускали препарат в область сетчатки.
Среди других приложений, они могут быть использованы для лечения возрастных заболеваний, таких как слепота или при лечении ишемической болезни сердца.
ЗОЛОТЫЕ НАНОТРУБКИ ДЛЯ БОРЬБЫ С РАКОМ
Исследователи из Лидского института биохимических и клинических наук в университете Лидса продемонстрировали успех лечения золотыми нанотрубками на мышиной модели рака человека. Ученые заметили, что длина нанотрубок влияет на их способность поглощать свет, и именно поэтому они открыли новую технологию изготовления нанотрубок, которая позволяет контролировать их. Благодаря этому открытию они смогли изготовить золотые нанотрубки нужного размера, чтобы поглощать свет, называемый «ближний инфракрасный». Впоследствии, используя импульсный лазерный луч света, они применили свет соответствующей частоты к нанотрубкам, циркулирующим в теле, чтобы нагреть их, пока они не достигли температуры, достаточно высокой для разрушения раковых клеток.
САМАЯ ЛУЧШАЯ ЛАМПА В МИРЕ
Исследователи из Колумбийского университета, Сеульского национального университета (SNU) и Корейского института исследований в области стандартов и науки (KRISS) создали источник видимого света на чипе, используя в качестве нити графен, совершенно кристаллическую форму углерода. и ультра хорошо.
Чтобы достичь этого, они прикрепили полоски графена к металлическим электродам на подложке и пропустили ток через нити графена, чтобы нагреть их, создав тем самым самую тонкую лампочку в мире.
По словам исследователей, чьи результаты были опубликованы онлайн в Nature Nanotechnology 15 июня 2015 года, этот тип «широкополосного» излучателя света может быть интегрирован в процессоры, чтобы проложить путь к созданию прозрачных, гибких и толщиной всего несколько атомов.
ЖК-ЭКРАНЫ, СПОСОБНЫЕ ДЛЯ ПОКАЗЫВАНИЯ ЦВЕТНЫХ ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ И ВИДЕО
Стартап под названием Leia представил прототип своего нового 3D-экрана на конгрессе Mobile World в Барселоне, объявив, что в конце года он представит небольшой «голографический модуль» или мини-голографический экран, способный воспроизводить полноцветные и видимые 3D-изображения и видео, без специальных очков, с 64 разных точек зрения.
Ключом к этой технологии является изобретение, которое компания называет «многовидовой подсветкой», которое использует преимущества в способности контролировать пути следования света в наномасштабах. Устройство под названием «Dev Kit» можно приобрести уже сейчас на сайте компании за 399 долларов.
ИНТЕГРИРОВАННЫЕ 7 НАНОМЕТРОВЫХ СХЕМ IBM
Вложив 3000 миллионов долларов в исследования, IBM представила в июле 2015 года свои 7-нанометровые интегральные схемы, в которых миниатюрные электронные компоненты настолько малы, что длина встроенных в них транзисторов составляет всего 7 миллиардов. один метр. То есть они в 1400 раз меньше человеческих волос.
Как только эти последние схемы появятся на рынке, мы сможем увидеть лучшие, более быстрые и дешевые электронные устройства, от компьютеров до интеллектуальных и подключенных бытовых устройств или объектов.
КНИГА С НАНОЧАСТИЦАМИ, КОТОРЫЕ ТРАНСФОРМИРУЮТ ЗАГРЯЗНЕННУЮ ВОДУ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ
Книга, известная как «Питьевая книга», может спасти миллионы жизней во всем мире.
Его страницы сделаны из бумаги, обработаны наночастицами, они работают как фильтр и очищают воду, когда она проходит через них, удаляя более 99% бактерий. Его использование простое и похожее на использование кофейного фильтра. Лист вырывается из книги и помещается в держатель фильтра, а на него выливается очищаемая вода, она может быть из рек, ручьев, колодцев и т. Д. Это возможно, потому что на страницах книги содержатся наночастицы серебра и меди, известные своей антибактериальной силой. Когда они проходят через фильтр, бактерии погибают, и с другой стороны выходит чистая вода.
Каждая страница может очищать до 100 литров воды, а одна книга может фильтровать водоснабжение человека в течение примерно четырех лет.
РАЗЛИЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОННОГО МОНИТОРИНГА, ВХОДЯЩИЕ В ЖИЗНЕННЫЕ ТКАНИ С ШПРИЦОМ
Ученые из Гарвардского университета и Пекинского национального центра нанонауки и технологий создали крошечные гибкие электронные устройства, которые они вводили с помощью шприца в ткани мозга живых мышей.
После часа инъекции устройства начали отслеживать биологическую активность во внутренних полостях.
Устройства могут иметь большое количество биомедицинских применений, таких как проверка электрофизиологических сигналов, связанных с эпилепсией и аритмией.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И СБОРКА ПОЛНОГО ГЕНОМА ЖИВОГО ОРГАНИЗМА С УСТРОЙСТВОМ, МАЛЫМ, КАК МОБИЛЬНЫЙ ТЕЛЕФОН
Исследователи из Канады и Соединенного Королевства упорядочили и собрали полный геном живого организма, бактерии Escherichia coli, используя устройство, которое помещается на ладони.
Их результаты демонстрируют, что технология работает, и создают прецедент для использования в секвенировании геномов все более сложных организмов, даже людей.
Основными преимуществами этого секвенсора являются размеры, которые намного меньше, чем у обычного секвенсора, и для его использования достаточно подключить его через USB-кабель.
СПАЙДЕРЫ ВЯЗЫВАЮТ УГЛЕРОДНЫЕ УСИЛЕНИЯ ПОСЛЕ РАСПЫЛЕНИЯ НАНОТРУБКАМИ
По словам исследователей из Университета Тренто, в Италии, после опрыскивания некоторых пауков водой, содержащей углеродные нанотрубки и хлопья графена, они сделали самые твердые волокна, которые когда-либо измерялись, даже выше синтетических полимерных волокон высокая производительность.
Пока не ясно, как пауки добавили углеродные нанотрубки и хлопья графена к своему шелку, но, по мнению интеллектуалов, пауки, вероятно, потребляют воду с углеродными материалами, поэтому они позже включаются в центральная часть волокна, где они оказывают большее влияние на его сопротивление.
Этот метод может быть использован в других животных и растительных организмах для получения новых бионических материалов.
НАЙДЕННЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ, НАЙДЕННЫЕ В ДЕТСКИХ ЛЕГКАХ ПАРИЖА
Некоторые считают это не авансом, а шокирующим открытием.
Исследователи из Университета Париж-Сакле, во Франции, впервые обнаружили углеродные нанотрубки у людей, в частности, в легких у детей в Париже.
Вопрос в том, могут ли эти нанотрубки быть вредными для здоровья. Углеродные нанотрубки показали большой потенциал в бесчисленных областях, таких как медицина и вычислительная техника, благодаря своим свойствам, которые делают их чрезвычайно легкими, стойкими и проводящими. Тем не менее, в последние годы были большие дебаты относительно безопасности его использования. (NCYT, 2015)
2016
ДАТЧИК, КОТОРЫЙ ПРИНАДЛЕЖИТ ПАЛЬЦАМ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
Материал этого датчика позволяет измерять изменения давления в груди для диагностики опухолей. Устройство может быть деформировано и поддерживать точность измерения давления.
Датчик, будучи гибким и прозрачным, адаптируется к форме пальцев, имитирует резиновые перчатки, позволяет обнаруживать опухоли путем измерения изменений и распределения давления в груди.
Операция будет похожа на тактильный диагноз врача, но с большей силой, поскольку она адаптируется к форме пальцев.
Датчик имеет толщину приблизительно восемь микрометров и состоит из органических транзисторов, электронных переключателей, выполненных из углерода и кислорода, и чувствительной к давлению структуры из нановолокон. (Гийен, 2016)
РАСШИРЕННАЯ ЛАМПА КАК ЭФФЕКТИВНО, КАК СИД
Это первая лампочка, которая перерабатывает инфракрасное излучение в видимый свет. Лампы накаливания могут иметь второй шанс.
Американским ученым удалось преобразовать излучаемое ими тепло в большее количество света. Благодаря этим опытным образцам они сравнили по производительности некоторые светодиодные лампы, благодаря нанотехнологиям они убеждены, что будут освещать больше и лучше, чем современные светильники (CRIADO, 2016).
НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ТРУДОВОГО ТРУДА БЕЗ РИСКОВ
Преждевременные роды в таких странах, как Соединенные Штаты, являются частым заболеванием, от которого страдает их население. Около 380 000 детей рождаются преждевременно в этой стране каждый год, и те, кто выживает, часто сталкиваются с повышенным риском жизни, полной проблем со здоровьем.
Наночастицы - это технология, которая изучается для ее многочисленных применений, включая поставку лекарств в определенные клетки организма для лечения таких состояний, как рак, болезни сердца и бактериальные инфекции, что позволяет избежать токсичности и побочных эффектов эти лекарства и сделать их более эффективными.
Используя наночастицы для модификации специального препарата, группа исследователей продемонстрировала на мышах новый способ предотвращения преждевременных родов, но избегая риска лекарств у плода.
Медицинская школа Техасского университета в Хьюстоне, США, биомодифицировала инновационную микроскопическую наночастицу, нацеленную на достижение беременной матки, но не на пересечение плаценты к плоду. Покрытие очень специфическим антагонистом рецептора окситоцина обеспечивает хорошую адгезию к ткани матки. (NCYT, SCIENCE NEWS, 2016)
ПРЕИМУЩЕСТВА
Позитивные последствия достижений в области нанотехнологий заключаются в том, что они предоставили решения различных социальных проблем, и продолжаются исследования, которые могут внести еще больший вклад. Примеры этих областей возможностей следующие.
- Дефицит воды является серьезной и растущей проблемой. Большая часть потребления воды используется в производственных и сельскохозяйственных системах, что может трансформировать производство молекулярных продуктов. Инфекционные заболевания вызывают проблемы во многих частях мира. Простые продукты, такие как москитные трубки, сетки и фильтры, могли бы решить эту проблему. С нанотехнологиями компьютеры были бы чрезвычайно дешевы. Многим объектам все еще не хватает электричества. Но строительство легких и прочных конструкций, электрооборудования и накопителей энергии позволило бы использовать солнечную тепловую энергию в качестве основного и распространенного источника энергии. Износ окружающей среды является серьезной проблемой во всем мире.Новые технологические продукты позволят людям жить с гораздо меньшим воздействием на окружающую среду. Многие районы мира не могут быстро собрать производственную инфраструктуру на уровне большинства развитых стран. Молекулярное производство может быть автономным и чистым: в одной коробке или одном чемодане может храниться все необходимое для промышленной революции на уровне деревни. Молекулярная нанотехнология может сделать дешевое и современное оборудование для медицинских исследований и здоровье, что делает доступность более совершенных лекарств намного больше (JAIME, 2014)В одной коробке или в одном чемодане можно было хранить все необходимое для промышленной революции на уровне деревень, а молекулярная нанотехнология могла бы производить дешевое и современное оборудование для медицинских исследований и здравоохранения, значительно увеличивая доступность более совершенных лекарств.. (Джейм, 2014)В одной коробке или в одном чемодане можно было хранить все необходимое для промышленной революции на уровне деревень, а молекулярная нанотехнология могла бы производить дешевое и современное оборудование для медицинских исследований и здравоохранения, значительно увеличивая доступность более совершенных лекарств.. (Джейм, 2014)
ВЫЗОВЫ
Молекулярная нанотехнология является очень важным достижением, так как ее влияние можно сравнить с промышленной революцией, но с различием в случае нанотехнологий огромное влияние будет замечено через несколько лет, поэтому население должно принимать во внимание сопутствующие риски. Некоторые из этих рисков заключаются в следующем.
Чтобы воспользоваться преимуществами молекулярной нанотехнологии, важно противостоять и разрешать риски.
Для этого мы должны понять их, а затем разработать планы действий по их предотвращению. Молекулярная нанотехнология позволит производить и создавать прототипы самых разнообразных очень мощных продуктов.
Центр ответственной нанотехнологии определил некоторые из наиболее тревожных рисков в области нанотехнологий. Они создают экзистенциальные риски, то есть могут угрожать развитию человечества. Другие могут генерировать изменения, не вызывая исчезновения нашего вида.
Некоторые из этих рисков являются результатом отсутствия правовых норм, а другие - слишком большого контроля. Типы законодательства будут необходимы для каждой конкретной области.
Жесткая или преувеличенная реакция в этих смыслах может привести к появлению других рисков совершенно другого характера, поэтому следует избегать соблазна навязывать очевидные решения отдельных проблем.
ВЫВОД
Поскольку было возможно прочитать, что у нанотехнологии было много применений, она также приобрела навыки в ее использовании, нанотехнологии способствовали развитию таких секторов, как медицина, сельское хозяйство, ядерные технологии, современная химия и другие, хотя это правда, что это принесло пользу Для общества важно упомянуть, что всякая власть подразумевает большую ответственность, поэтому люди должны осознавать риск, который может повлечь их использование, истинный прогресс будет преобладать, если он используется в интересах общества в целом.,
БИБЛИОГРАФИЯ
- КРИАДО, MA (11 из 01 2016 года). СТРАНА. Получено с http://elpais.com/elpais/2016/01/11/ciencia/1452498757_575196.html GUILLEN, B. (22 февраля 2016 г.). СТРАНА. Получено с http://elpais.com/elpais/2016/01/25/ciencia/1453723750_638043.html Инициатива, США (2014). EURORESIDENTS Получено с http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/historia_nanotecnologia.htmJAIME, H. (01 из 2014). UTEL. Получено с http://www.utel.edu.mx/blog/10-consejos-para/nanodepot-nanotecnologia/MOSQUERA. (2015). НАНОТЕХНОЛОГИИ. Получено с http://www.nanotecnologia.cl/que-esnanotecnologia/NCYT. (12 из 2015). НАУЧНЫЕ НОВОСТИ. Получено с http://noticiasdelaciencia.com/sec/tecnologia/nanotecnologia/NCYT. (02/22/2016). НАУЧНЫЕ НОВОСТИ. Получено с http: // noticiasdelaciencia.com / not / 18090 / нанотехнологии для предотвращения без риска преждевременных родов / VICENTE, YH (2013). ВЕРАКРУЗСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ. Получено с
