Нанотехнология - это область науки, применяемая для контроля и управления материей в меньшем масштабе, намного меньшем, чем миллиметр, фактически, миллионная его часть, нанометр; то есть на уровне атомов и молекул (наноматериалов).
По этой причине наиболее распространенным является то, что эта манипуляция происходит в диапазоне от одного до ста нанометров, нанотехнология; Он включает в себя изучение, проектирование, создание, синтез, манипулирование и применение материалов, устройств и систем посредством контроля материи на наномасштабе, поэтому ученые используют нанотехнологии для создания новых и недорогих материалов с уникальными свойствами.
Некоторые развивающиеся страны уже выделяют значительные ресурсы на исследования в области нанотехнологий, одна из основных областей их применения: медицина или наномедицина, является одной из тех, которые внесли наибольший вклад в устойчивый прогресс мира, как будет показано ниже. через эту статью.
В мире около сорока лабораторий, которые направляют большие суммы денег на исследования в области нанотехнологий, около трехсот компаний используют приставку «нано» как часть своего имени, чтобы идентифицировать себя, хотя на рынке действительно мало продуктов с этой технологией.
ИСКУССТВО НЕВИДИМОГО (НАНОТЕХНОЛОГИИ
«Между научной фантастикой настоящего и технологиями будущего»
Невидимый мир
Удивление и головокружение, которые человек испытывает по отношению к самому большому и самому маленькому, порождает в нем любопытство к тому, что выходит за пределы того мира, который он знает через органы чувств. Таким образом, звездная ночь затмевает нас, но с другой стороны, размышления о самом маленьком заставляют нас чувствовать себя прекрасно.
Казалось, что мира мелких вещей не существует, потому что его нельзя увидеть невооруженным глазом, и только после того, как были построены микроскопы, был открыт захватывающий мир, населенный клетками, бактериями, вирусами и т. Д. Невидимый мир так же бесконечен и увлекателен, как и вселенная, и, хотя его труднее увидеть, приблизиться к величию малого - это вызов. (Испанский фонд науки и технологий, 2009 г.)
Что такое нанотехнологии?
Нанотехнология - это исследование и разработка систем в нанометровом масштабе, «нано» - это префикс Международной системы единиц, который означает карлик и соответствует коэффициенту 10-9, который применяется к единицам длины, соответствует одной миллиардной метра; то есть 1 нанометр. (Блог о нанотехнологиях из Чили)
« Нанотехнология - это исследование, создание, синтез, манипулирование и применение материалов, устройств и функциональных систем посредством контроля материи в наномасштабе и использования явлений и свойств материи в наномасштабе». (Еврорезиденты, 2016)
Единица измерения различных систем
История нанотехнологий
Одним из пионеров в этой области является американский физик Ричард Фрейнман, который в 1959 году на конгрессе Американского физического общества в Calltech выступил с речью «На дне много места». там), в котором он описывает процесс, который позволил бы управлять атомами и молекулами индивидуально, с помощью высокоточных инструментов, таким образом, системы могут быть спроектированы и построены на наномасштабе атом за атомом.
В 1981 году американский инженер Эрик Дрекслер, вдохновленный речью Фрейнмана, опубликовал в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences статью, в которой более подробно описал то, что Фрейнман описал в предыдущие годы.
Термин «нанотехнология» впервые был применен Дрекслером в 1986 году в его книге «Двигатели созидания: следующий век нанотехнологий», в которой он описывает нанотехнологическую машину, способную к самовоспроизведению.
Кроме того, японский ученый Норио Танигучи впервые использовал термин нанотехнология в 1974 году, в котором он определил его как обработку, разделение и манипулирование материалами атом за атомом. (Испанский фонд науки и технологий, 2009 г.)
Нанотехнологии сегодня
Нанотехнология может иметь далеко идущие последствия для общества, в настоящее время она используется в таких секторах, как информация и связь; Он даже использовался в косметике, солнцезащитных кремах, текстиле, покрытиях, некоторых пищевых и энергетических технологиях, а также в некоторых продуктах для здоровья и лекарствах. Кроме того, нанотехнологии могут помочь уменьшить загрязнение окружающей среды.
Современные знания о нанонауке, основаны на достижениях в области химии, физики, наук о жизни, медицины и инженерии. Существуют различные области, в которых технология находится в стадии разработки или даже на стадии практического применения.
В материаловедении наночастицы позволяют изготавливать изделия с новыми механическими свойствами (трение, износостойкость и адгезия).
В биологии и медицине наноматериалы используются для улучшения дизайна лекарств. Он также работает над разработкой наноматериалов для аналитических приборов и оборудования.
Потребительские товары, такие как косметика, солнцезащитные кремы, волокна, текстиль, красители и краски.
В области электронной техники они используются при разработке устройств хранения данных, которые меньше, быстрее и с меньшим энергопотреблением.
В оптических приборах, такие как микроскопы, также видели преимущество нанотехнологий. (Greenfacts, 2007).
Физико-химические свойства наночастиц
Физические и химические свойства наночастиц сильно отличаются от свойств тех же материалов в обычном масштабе, эти свойства зависят от их формы, размера, характеристик поверхности и внутренней структуры.
Применение наночастиц в потребительских товарах
Наночастицы позволяют создавать более прочные, более легкие, чистые и «умные» поверхности и системы, которые в настоящее время используются для производства линз, устойчивых к царапинам, красок, препятствующих растрескиванию, покрытий для стен против граффити, прозрачных солнцезащитных кремов и т. Д.
Они также могут служить для повышения безопасности автомобилей, улучшения сцепления шин с дорогой, жесткости шасси, устранения бликов и запотевания окон или приборной панели.
Они даже служат для повышения безопасности пищевых продуктов и их упаковки, наконец, они нашли применение в медицине и биологии, они служат, например, для направления лекарств в определенные органы или клетки. (Greenfacts, 2007)
Вредные эффекты, которые могут иметь технологии
Параметры, которые влияют на воздействие наночастиц на здоровье, - это их размер (меньшие размеры представляют большую опасность), химический состав, характеристики их формы и поверхности.
При вдыхании наночастицы могут оседать в легких и перемещаться в другие органы, такие как мозг и печень; Даже если женщина беременна, возможно добраться до плода, некоторые материалы могут стать токсичными, а при их вдыхании они могут вызвать воспаление легких и проблемы с сердцем.
Наночастицы настолько малы, что их можно обнаружить только с помощью электронного микроскопа. Большинство людей ежедневно подвергаются воздействию наночастиц, присутствующих в окружающей среде, которые в основном образуются из дыма от дизельных двигателей.
В настоящее время вдыхание является основным путем воздействия наночастиц, при этом выбросы от автомобилей являются основным источником наночастиц в городских районах.
О воздействии на окружающую среду известно очень мало, однако вполне вероятно, что многие выводы исследований на людях могут быть экстраполированы на другие виды, в любом случае необходимо продолжить исследования.
Применение нанотехнологий
Нанотехнология, если ее определять на основе масштаба (наномасштаб), а не в отношении системы исследования, носит трансверсальный характер и применяется во всех сферах деятельности человека, поэтому влияние на наше общество очень велико, и существует консенсус. что нанотехнологии вызовут промышленную революцию 21 века, как сказал Чарльз М. Вест (бывший президент Массачусетского технологического института) в своей речи в 2001 году. (Блог о нанотехнологиях из Чили) Далее, более подробно описаны некоторые области применения нанотехнологий:
Окружающая среда
Нанотехнологии в окружающей среде включают разработку экологически чистых материалов, энергии и процессов, очистку сточных вод, опреснение воды, обеззараживание почвы, обработку отходов, переработку веществ, наносенсоры для обнаружения вредных химических веществ или газов. токсичны.
Лекарство
Применение нанотехнологий в медицине известно как наномедицина, и в рамках этого мы разрабатываем наноносители для лекарств в определенные места, которые могут быть полезны при лечении рака или других заболеваний, биосенсоры с возможностью обнаружения таких веществ, как глюкоза или какое-то заболевание; Также нанороботы запрограммированы на распознавание и уничтожение опухолевых клеток или восстановление некоторых тканей, таких как костная ткань, после перелома, наночастиц с антисептическими и дезинфицирующими свойствами.
энергии
Нанотехнологии в энергетическом секторе связаны с улучшением систем производства и хранения энергии, особенно экологически чистых и возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия или на основе водорода, а также технологий, которые помогают снизить потребление энергии до за счет разработки новых, более эффективных теплоизоляторов на основе наноматериалов. Повышение эффективности солнечных панелей и солнечных панелей благодаря наноматериалам, специализирующимся на улавливании и хранении солнечной энергии.
Пищевая промышленность
В этой области он включает применение наносенсоров и наночипов, полезных для обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов, определения свежести и срока годности пищевых продуктов, обнаружения патогенных микроорганизмов., добавки, лекарства, тяжелые металлы, токсины и другие загрязнители, разработка наноконтейнеров или нанопродуктов с питательными и полезными свойствами.
текстильный
Разработка тканей, которые отталкивают пятна и не пачкаются, которые самоочищаются, не имеют запаха, включают в себя электронные наночипы, которые дают возможность изменения цвета тканей, контроль температуры, эти ткани находятся в пределах того, что называется " умные ткани ».
электроника
Применение нанотехнологий в электронике включает разработку электронных компонентов, позволяющих резко увеличить скорость обработки в компьютерах, создание полупроводников, квантовых нанопроволок, схем на основе графена или углеродных нанотрубок.
Здание
Разработка более прочных и легких материалов (наноматериалов) с большей устойчивостью, стекол, отталкивающих пыль, влагу, красок с особыми свойствами, самовосстанавливающихся материалов и т. Д.
Коммуникационные и вычислительные технологии
Он включает в себя разработку систем хранения данных большей емкости и меньшего размера, устройств отображения на основе материалов с большей гибкостью или с другими свойствами, такими как прозрачность, которые позволяют создавать гибкие и прозрачные экраны, в дополнение к развитию квантовых вычислений.
Разведение скота
В этой области нанотехнология связана с разработкой наночипов для идентификации животных, наночастиц для введения вакцин или лекарств, наносенсоров для обнаружения микроорганизмов и болезней, а также токсичных веществ.
сельское хозяйство
Применение нанотехнологий в сельском хозяйстве выражается в улучшении пестицидов, гербицидов, удобрений, улучшении почвы, наносенсорах для определения уровня воды, азота и т. Д.
Косметика
В этом секторе нанотехнологии включают разработку кремов от морщин или кремов для загара с наночастицами.
Преимущества нанотехнологий
(Jaime, 2014) Использование этой прикладной науки приносит с собой определенные преимущества, среди которых:
- Большие масштабы и эффективность благодаря работе на микроскопическом уровне Долгосрочные результаты Вклад в заботу об окружающей среде Снижение будущих расходов Постоянные инновации
Нанотехнологии оказали такое влияние, что множество брендов и организаций нашли в них большие возможности.
Нанотехнологии в Мексике
(Záyago, 2013) Как и во многих странах, Мексика рискует в NT, с 2001 года признала NT как стратегическое направление своей научно-технической политики. По состоянию на 2009 год, КОНАСИТ (высший орган ориентации и финансирования науки и технологий в Мексике) финансирует Национальную сеть нанонауки и нанотехнологий, чтобы объединить и облегчить научную работу.
Хотя трудно определить сумму, которую правительство Мексики направило на продвижение NT, некоторые авторы оценивают ее в 70 миллионов долларов. в течение последних пяти лет первого десятилетия века.
По разным показателям Мексика находится на втором месте по развитию НТ в Латинской Америке после Бразилии и Аргентины. (Заяго, 2013)
Ярким примером таких растущих инвестиций является компания Nano Depot, первоначально называвшаяся «Nano Soluciones», которая появилась в 2007 году в Канкуне, Кинтана-Роо; Отвечает за разработку покрытий и услуг по нанесению, которые позволяют продлить срок службы поверхностей и снизить затраты на обслуживание.
Другая компания - Nano Tec México, это 100% мексиканская компания, занимающаяся коммерциализацией и распространением материалов с использованием нанотехнологий, среди ее основных продуктов: краска, интерьер, обработка двигателей, титановое нанопокрытие.
Наконец, стоит упомянуть Industrias Protect, 100% мексиканскую компанию, которая является поставщиком, продавцом и дистрибьютором защитных нанопокрытий, специальных чистящих средств и продуктов с использованием немецких нанотехнологий, она была создана с идеей энтузиаста мексиканского предпринимателя и немецкого предпринимателя с целью для поддержки обеих стран в коммерциализации специальных продуктов в рамках коммерческого обмена. Эта компания ориентирована на коммерциализацию и продажу промышленных нанопокрытий в области нанотехнологий для защиты материалов, помогающих сохранить их структурное состояние, избегая повреждений, вызванных влажностью, внешними жидкими веществами и агрессивным климатом.
вывод
Изучив столь важную тему, можно сделать вывод, что нанотехнологии в последнее время использовались в качестве основного элемента при создании новых продуктов.
Но нанотехнологии не только обещают вводить новшества в продукты для обслуживания компаний, но также выходят на важные для повседневной жизни человека секторы, такие как медицина, сельское хозяйство, животноводство или продукты питания, оставляя мало постепенно предлагать людям новые возможности за счет улучшения качества их жизни.
Нанотехнология обещает изменить способ восприятия вещей в не слишком далеком будущем, поскольку наибольшее будущее имеет наука, хотя кажется, что она была взята из книги научной фантастики, поскольку она показывает факты, которые может быть понят только футуристическому разуму. способен думать, но на самом деле он существует и с каждым разом набирает все больше и больше оснований.
Возникает вопрос, что ждет нас в будущем нанотехнологий? Поскольку, несмотря на его многочисленные преимущества для общества, существуют и другие подходы к его использованию и применению, такие как использование в военном оружии, генетические изменения и т. Д.
Остается только надеяться, что преимущества нанотехнологий будут доступны каждому, и что они не только будут продолжать увеличивать различия между обществом в целом.
Нанонаука изучает явления и манипуляции с материалами в наномасштабе, где свойства сильно отличаются от свойств, найденных в обычном масштабе.
Патоген - это любой внешний биологический агент, который находится в определенном биологическом объекте и каким-либо образом повреждает его анатомию из-за болезней или видимых или невидимых повреждений.
Нанотехнологии
Национальный совет по науке и технологиям
Миллионы долларов
Скачать оригинальный файл
