В последние годы нанотехнологии стали одной из самых захватывающих передовых областей физики, химии и биологии. Многие люди думают о достижениях, которые это принесет нам, но обо всех технологических приложениях, в которых это может быть использовано.
Нанотехнология работает с объектами, которые измеряются в нанометрах, поскольку, как мы знаем, нанометры составляют одну миллионную метра. Используемые наноматериалы обладают свойством меньше одной десятой микрометра, короче говоря, высота материала, например, меньше десятой части миллиона, деленной на миллион.
На следующем изображении показаны единицы измерения различных систем и масштаб, к которому они принадлежат (нано или микро). (Чили., 2015)
Иллюстрация 1 Нано или микро. (См. PDF)
Что такое нано?
Один человек = около 2м
Муравей = примерно 1 см (10 минимум 2).
Одна ячейка = 20 мкм (10 при минус 6).
Одна рибосома = 25 нанометров.
Один кубический нанометр = примерно 258 атомов углерода.
Иллюстрация 2 Сравнение измерений (VEGA) (см. PDF)
Эта прикладная наука развивается на уровне атомов и молекул. Основные области, в которых она может использоваться для решения своих проблем, - это химия, биология и химия.
атомы
Говоря об атомах, которые составляют основу нанотехнологии, как многие из нас знают, материальный мир состоит из атомов, но в любом случае мы знаем, кто был тем, кто первоначально выдвинул этот тезис, - это был греческий философ Демокрит более 2400 лет назад. Спустя годы современные греки поставили свой образ на монету в 10 драхм, которая очень распространена, но не (европейская) как атомы.
Иллюстрация 3 Валюта (см. PDF)
Спустя годы один римлянин сочинил стихотворение об атомах, в котором говорится:
«Вселенная состоит из бесконечного пространства и бесконечного числа неприводимых частиц, атомов, разнообразие которых также бесконечно… Атомы различаются только по форме, размеру и весу; они непостижимо твердые и неизменные, они - предел физической делимости… »(европейский)
Позже, в девятнадцатом веке знаменитый Иоганн Кеплер изучил снежинки и обнаружил, что форма снежинок возникла из-за объединения простых и равных блоков, поэтому идея атома снова вышла на первый план.
Любой ученый, работавший с горняками, должен был быть убежден в существовании атомов, но это было не так, пока в 1912 году в Мюнхенском университете не было обнаружено, что кристалл сульфата меди разделяет рентгеновский свет. так же, как зонтик.
Но если причина, по которой атомы в кристалле расположены так регулярно, проста, то материя устроена наиболее удобным образом, и наиболее удобный способ - регулярная структура. В последние годы современные устройства позволили сделать компоненты живой материи видимыми в нанометровом масштабе.
В 1980-х годах появилось нечто, называемое сканирующим туннельным микроскопом, который в целом может не только отображать атомы в кристалле, но также имеет возможность перемещать эти атомы.
«Вот где появились нанотехнологии». Этот аппарат показан ниже.
Иллюстрация 5 Процесс сканирующего микроскопа. (См. PDF)
Различные концепции нанотехнологий
Существует множество концепций и определений нанотехнологии, ниже мы упомянем некоторые из них, чтобы иметь широкий критерий по предмету.
Слово нанотехнология используется для определения наук и методов, которые применяются на наномасштабном уровне, то есть чрезвычайно малых «нано» измерений, которые позволяют манипулировать их структурами и атомами. Сказанное выше приведет нас к возможности работы с материалами и машинами от перегруппировки атомов.
Лучшее определение, которое было найдено, следующее:
Нанотехнология - это изучение, проектирование, создание, синтез, манипулирование и применение материалов, функциональных системных устройств посредством управления материей в наномасштабе, а также использование ею явлений и свойств материи в вышеупомянутом наномасштабе. (Еврорезиденты, nd) (ICA, nd)
Иллюстрация 6 Нанотехнологическая среда. (См. PDF)
Другая концепция нанотехнологии говорит нам, что эта концепция охватывает области науки и техники, в которых материалы, вещества и устройства уменьшенных размеров изучаются, получаются и управляются контролируемым образом, обычно меньше микрона, то есть в наномасштабе., (VEGA)
Иллюстрация 7 Концепция нанотехнологий (VEGA). (См. PDF)
Принимая два предыдущих определения, мы можем определить нанотехнологию как исследование, создание, синтез материалов в наномасштабе.
История нанотехнологий
В 1936 году Эрвин Мюллер изобрел автоэмиссионный микроскоп, который сделал возможным достижения, близкие к автоматическому разрешению материалов.
В 40-х годах знаменитый фон Нейман изучал возможность создания систем, которые могли бы воспроизводить самих себя, мы должны упомянуть, что цель, которую он хотел достичь, заключалась в сокращении затрат.
В 1956 году Артур фон Хиппель из Массачусетского технологического института ввел, среди прочего, термин «промышленный инженер». Два года спустя, в 1958 году, Джек из Texas Instruments построил первую интегральную схему, эта схема позже дала автору заслугу получения Нобелевской премии в 2000 году. В следующем 1959 году Ричард Фейнманн прочитал лекцию о будущем исследований. научный при упоминании следующей фразы «на мой взгляд, принципы физики не выступают против возможности маневрирования вещей атом за атомом».
В 1996 году произошло событие, которое вторглось в кинотеатр, это был фильм под названием «Удивительное путешествие», в котором рассказывалось о путешествии двух ученых через человеческое тело. Это происходит, когда два ученых уменьшаются до наноразмеров, чтобы войти в тело и уничтожить вредоносную опухоль. Вышеупомянутое было причиной того, что это впервые было рассмотрено как что-то, что могло быть научной возможностью. Спустя семь лет появился термин «нанотехнология», изобретенный Норио Танигуичи из Токийского университета наук и взявший пространственную основу в атомном масштабе.
В 1985 году открываются бакминстерские фуллеренции, четыре года спустя выходит еще один фильм, в котором ученый создает машину для уменьшения людей, а его дети по ошибке уменьшаются. В 1996 году сэр Гарри Крото получает Нобелевскую премию за открытие фуллеренов.
В 1997 и 1998 годах сначала была изготовлена самая маленькая гитара, которая представляла собой примерно эритроцит, а затем углеродная нанотрубка была преобразована в нанокарандаш, пригодный для письма.
В конце 2000-х годов на рынке стали появляться продукты с использованием нанотехнологий, такие как автомобильные бамперы, устойчивые к вмятинам и царапинам, летающие мячи для гольфа, более жесткие теннисные ракетки, прямые прозрачные солнцезащитные кремы и другие продукты., В 2001 году Джеймсу Гимзевски удалось войти в книгу рекордов Гиннеса за изобретение на то время самого маленького калькулятора в мире на то время.
Наоми Халас, Дженнифер Уэст, Ребека Дрезек и Рената Паскалин в течение двух лет из Университета Райса разработали золотую нанокапсулу, цель которой - комплексное открытие, диагностика и лечение рака груди без использования всех медицинских методов. Уже известно.
В 2006 году Джеймс Турс и его коллеги из Университета Райса построили наноразмерный автомобиль из олигия и других материалов. В ответ на высокие температуры в наноавтомобиле он двигался на золотых колесах. Годом позже Анхела Белчер и ее коллеги из IMT создали литий-ионную батарею с вирусом, который не вреден для человека, эти батареи имеют такую же емкость, как и другие аккумуляторные батареи, но с той разницей, что это удобно для окружающей среды, и мы не должны забывать, что они невысоки.
В 2009 году Надриан Симан и несколько его коллег создали серию наноразмерных устройств с роботизированной сборкой ДНК. Вышеупомянутый процесс представляет собой процесс создания трехмерных структур ДНК с использованием синтетических кристаллических последовательностей, которые можно запрограммировать на самосборку, и все это потенциально может принести пользу достижениям в области наноэлектроники.
Компания IBM в 2010 году использовала кончик из мешковины размером в несколько нанометров, чтобы долбить материал подложки и создать полную трехмерную наноразмерную карту мира, которая эквивалентна одной миллионной грамма риса. В 2013 году исследователи из Стэнфордского университета разработали первый набор углеродных нанотрубок.
Обладая приведенными выше данными, мы можем сказать, что нанотехнология - это наука, которая постоянно развивается во всем мире, и что ее достижения людям предоставят множество полезных вещей в их повседневной жизни.
Далее мы упомянем другие важные даты в нанотехнологиях. (Beautymarket.es, 2010)
Иллюстрация 8 История нанотехнологий, 1 (Beautymarket.es, 2010) (см. PDF)
Иллюстрация 9 История нанотехнологий, 2 (Beautymarket.es, 2010)
Иллюстрация 10 История нанотехнологий, 3
Использование нанотехнологий
Nanomedicine
Это одна из самых перспективных отраслей в рамках новых достижений в области технологий. Определение нанонауки было бы «нанотехнологией, которая позволит излечивать болезни внутри тела, на клеточном и молекулярном уровне». (Еврорезиденты, нанотехнология, б)
Эти области могут стать объектом революции, особенно в области мониторинга, восстановления тканей, мониторинга заболеваний или даже улучшения биологической системы человека. Наномедицина оказывает большую помощь людям, поскольку она поможет нам создать более совершенных людей и потому, что она не достигла того, чего мы никогда не могли себе представить, но которые с помощью этой отрасли нанотехнологий могут стать реальностью.
Даже есть учреждения, которые уже внедряют эту отрасль нанотехнологий, такие как Национальный институт рака в США, с целью устранения смертей и страданий, вызванных этим заболеванием, исследования основаны на как диагностировать, лечить и понимать рак.
Иллюстрация 11 Наномедицина. (Домингес, 2010) (см. PDF)
Наномашины
Этот термин относится, в частности, к молекулярному производству, сборочным машинам, микромашинам, мини-машинам. Цель нанотехнологий - минимизировать производство для экономии затрат, сырья, природных ресурсов и всего, что входит в процесс. Здесь новое поколение машин появляется согласно их атомам, эти машины также помогут решить социальные проблемы.
Все вышеупомянутое будет основано на сборочной машине, которая будет отвечать за манипулирование атомами или, в другом случае, отдельными молекулами. Но одна из самых больших проблем нанотехнологии в области наномашин - создать перепрограммируемую сборочную машину.
Эта машина, о которой мы говорили, будет устройством, которое может генерировать копию из элементов, которые были ей поставлены. По мнению экспертов в этой области, так называемые наномашины станут второй промышленной революцией для людей и, благодаря этому, совсем другая жизнь и другая среда, поскольку на арену наномашин появится ряд последствий.
Иллюстрация 12 Пример наномашины. (Адонис, 2010) (см. PDF)
Молекулярная нанотехнология
Молекулярные нанотехнологии необходимы в производственных и производственных процессах, и с их помощью мы могли бы решить многие проблемы, такие как:
- нехватка воды: поскольку в сельском хозяйстве потребляется большое количество воды, поэтому с помощью молекулярного производства продукты можно было только преобразовать и, таким образом, избежать этой проблемы инфекционных заболеваний: с помощью создания простых продуктов, таких как трубы, фильтры и Противомоскитные сетки уменьшили бы эту проблему. Информация и коммуникация: применение компьютеров с нанотехнологиями было бы очень дешевым. Недостаток энергии: нехватка энергии была бы решена, поскольку, будучи меньшими по размеру, они легче могли бы обеспечивать использование солнечной энергии в качестве источника Первичный 5. Экологический износ: это воздействие, которое затрагивает всех, и если бы люди потребляли эти продукты, они оказали бы меньшее воздействие на окружающую среду.Это упростит создание инфраструктуры, поскольку производство может быть автономным и чистым, поскольку, например, в одном чемодане может поместиться все, что может сделать революция. Нанотехнологии смогут производить дешевое оборудование для медицинских исследований и здравоохранения, с этим мы можем Найди больше
Иллюстрация 13 Пример наномолекулярного устройства для современных лекарств. (Феррадо, 2010) (см. PDF)
Риски нанотехнологий
Воздействие нанотехнологий может быть обнаружено через несколько лет с той опасностью, которую предполагает человечество, не осознавая рисков, связанных с этим воздействием. Мы должны учитывать следующее:
- Изменения в обществе и политической системе Нанотехнологии могут быть конкуренцией между странами за новое оружие Недорогое производство и различные модели могут привести к экономическим изменениям Огромное количество продукта на рынке вызовет изменения в Попытка руководства контролировать риски может привести к очень жесткому управлению, а это, в свою очередь, может привести к сильному черному рынку.Простые решения не будут столь успешными, поскольку возможные решения вряд ли будут найдены.
Конечно, чтобы пользоваться преимуществами нанотехнологий, мы должны противостоять рискам и устранять их. Для этого мы можем планировать превентивные планы, анализируя плюсы и минусы возникающих ситуаций. Мы должны подчеркнуть, что нас не следует застать врасплох, потому что к этому необходимо быть готовым.
Были ли проведены исследования и предполагается, что некоторые риски являются экзистенциальными, то есть они угрожают культуре человечества, но также могут быть изменения, которые не влияют на нас, но если они будут изменены, это будет более серьезно, потому что каждое решение должно будет видеть, какое влияние оно окажет на другое, Ответственные нанотехнологии
Это новая концепция, которая применяется в революционной науке под названием нанотехнологии. Это управление, которое должно осуществляться для контроля потенциальных рисков, связанных с этим, чтобы польза для людей была более отражена.
Сегодня сегодня достигнута договоренность о распространении теорий о том, как применять ответственные нанотехнологии. Центром ответственных нанотехнологий и резидентами Европы. (Еврорезиденты, Нанотехнологии и др.)
Возвращаясь к предыдущим пунктам, поскольку мы уже читали нанотехнологии с гуманитарной точки зрения, их возможный вклад огромен, но, напротив, риски огромны из-за неправильного или безответственного использования.
Все те ученые и академики, которые поддерживают концепцию ответственной нанотехнологии, постоянно стремятся к тому, чтобы молекулярное производство использовалось для продуктивных и полезных целей и против неправильного использования, которое могло бы быть использовано для других целей.
Иллюстрация 14 «Ответственные нанотехнологии» (Сантьяго, 2013 г.) (см. PDF)
Достижения нанотехнологий
Сегодня мы находимся в обществе знаний, и благодаря этому некоторые большие достижения, новые изобретения и открытия будут прогрессировать в геометрической прогрессии, более престижные университеты, такие как Массачусетский технологический институт, уже определяют последние достижения в области технологий и исследований.
Нанотехнологии вместе с другими науками, такими как биотехнология, биология и инфотехнология, будут играть очень важную роль в последних достижениях и достижениях, которые могут быть достигнуты в не столь отдаленном будущем.
Далее мы представим технологические инновации, в том числе будут представлены нанотехнологии.
- Беспроводные сенсорные сети Инжекция тканей для инъекций Нано солнечные элементы Мехатроника Сетевые вычисления Компьютерные системы Молекулярная визуализация Нано-отпечаток Литография) Надежное программное обеспечение (Software Assurance) Гликомика (Glycomics) Квантовая криптография (квантовая криптография)
(Еврорезиденты, еврорезиденты и др.)
Выводы
Нанотехнология - это наука, которая значительно продвинулась вперед с тех пор, как возникла то, что многие считали невозможным много лет назад, сегодня становится реальностью.
Нанотехнологии принесут нам много успехов, в основном в пользу людей, поскольку они напрямую влияют на сферу производства, продуктов питания, медицины и другие аспекты повседневной жизни.
Но мы должны помнить о плюсах и минусах этой науки, а с другой стороны медали - те люди, которые хотят использовать это в своих интересах, но не лучшим образом, если не использовать, например, для создания оружия., Вот почему термин «ответственная нанотехнология» был создан, чтобы указать ученым, которые погружены в эту науку, работать над ней, сосредоточив внимание на ценностях, которые предлагает эта философия. Чтобы определить, мы всегда должны осознавать важность нанотехнологий в нашей жизни.
Спасибо
Благодарим Технологический институт Орисабы за предоставленную мне возможность профессионально обучаться и профессора Фернандо Агирре-и-Эрнандес за все знания, которыми он поделился с нами по своему предмету «Основы инженерии».
Библиография
- Адонис. (14 октября 2010 г.). Блог нанотехнологий. Получено с: http://duomortal.blogspot.mx/2010/10/nanotecnologia.htmlBeautymarket.es. (26 июня 2010 г.). Beautymarket.es. Получено с: http://www.beautymarket.es/peluqueria/llega-la-nanotecnologia-la-ciencia-de-lodiminuto-peluqueria-2830.phpchile., B. d. (2015). Успехи нанотехнологии. Получено с: http://www.nanotecnologia.cl/que-es-nanotecnologia/Daltonico. (25 июля 2010 г.). Cinecia объяснила. Получено с: http://cienciaexplicada.com/microscopio-de-sonda-de-barrido.html Домингес, Сан-Франциско (7 апреля 2010 г.). Блог с реабилитацией в будущее. Получено с: http://www.rehibitedacionblog.com/2010/07/envejecer-es-bueno-para-la-salud-yla.htmlEuropea, C. (sf). Нанотехнологии Инновации для мира завтрашнего дня. Брюссель, Бельгия Еврорезиденты. (SF).Euroresidents. Получено с: https://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htmEuroresidentes. (SF). Euroresidents. Получено с: https://www.euroresidentes.com/futuro/avances_previsibles.htmEuroresidentes. (SF). Нанотехнологии. Получено с: https://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_responsable /nanotecnologia_responsable.htmEuroresidentes. (SF). Нанотехнологии. Источник: https://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/dictionary/nanomedicina.ht mFerrado, ML (5 октября 2010 г.). Блог о нанотехнологиях. Получено с: http://nanotecnologiaycomputadoras.blogspot.mx/2010/10/los-nanoriesgos-no-sontan-diminutos.htmlICA. (SF). Нанотехнологии. Получено с http://nanotech.ica.ele.puc-rio.br/nano_introducao.asp Сантьяго, штат Миннесота (6 ноября 2013 г.). Компьютерный блог.Получено с: https://inf2013usc.wordpress.com/tag/nanotecnologia/VEGA, AF (sf). Нанотехнологии в технологическом развитии.
