Введение.
В Международной системе измерений обрабатываются серии префиксов, которые позволяют людям, организациям и компаниям упростить работу с кратными единицей измерения. Например, когда вы говорите об 1 километре, вы говорите о 1000 метрах, потому что приставка «килограмм» означает, что единица измерения, то есть метр, умножается на тысячу. Итак, чтобы понять размер, о котором мы будем говорить в этот раз, вы должны подумать о метре нити, если этот метр разделить на 100, вы получите сантиметр нити, если его разделить на 10, вы получите миллиметр. нити, если этот миллиметр нити делится на 1000, получается микрометр нити, и, наконец, если он снова делится на 100, то получается один нанометр нити.
Как можно интерпретировать, это очень малая мера, однако в настоящее время она является одной из наиболее часто используемых в технологических вопросах и при разработке новых электронных устройств, которые полностью влияют на общество не только в регионе, но и во всем мире. весь мир.
Работа над ним подразумевает высокий уровень качества, технологическое развитие и перфекционизм на самом высоком уровне, поскольку используемые компоненты и материалы невероятно малы и требуют очень осторожного обращения.
И хотя сначала вы думаете о бесконечных препятствиях или проблемах, с которыми могут столкнуться эти типы технологий или устройств, также необходимо подумать обо всем потенциале, который у вас есть. Ярким примером развития этой технологии являются компьютеры, потому что вначале, всего несколько десятилетий назад, существующие компьютеры занимали целую комнату, поскольку их компоненты были большими и требовали большего пространства, однако сегодня компьютеры и электронные устройства становятся все меньше и меньше, и они могут выполнять гораздо больше действий, чем их предшественники. Это потенциал, который существует, и то, как размер устройств все больше и больше уменьшается.
Это отрасль технологии, которая все еще развивается, она еще не достигла предела, в котором можно было бы упомянуть, что больше невозможно продолжать разработку технологических устройств, однако, как это представлено в любой другой отрасли технологий. некоторые трудности и препятствия, которые он стремится преодолеть, которые будут иметь все большее влияние на образ жизни человека, а также на то, как общество ведет себя и осуществляет свою повседневную деятельность.
Международная система измерений
Необходимо знать меры, принимаемые на международном уровне, и их интерпретацию, потому что в некоторых случаях необходимо преодолеть некоторые языковые барьеры, чтобы избежать путаницы или ошибок масштаба. Обрабатываются следующие префиксы и меры:
Таблица 1. Используемые меры и префиксы (Международная система мер и весов, 2006 г.)
Так устанавливаются параметры, которые используются на международном уровне, и упоминается небольшая величина работы в нанометрах. Это не умаляет всего потенциала и всех технологий, которые благодаря технологическим и научным достижениям удалось развить в определенном смысле.
Концепции и определения.
Нанотехнология обычно состоит из манипулирования материалами на атомном и молекулярном уровнях, более известными как «наноматериалы», которые сами по себе обладают уникальными характеристиками, которые полностью отличаются от других материалов, из которых они созданы. Среди всего потенциала, которым обладают нанотехнологии, обещание изменить мир обозначается, как это известно, например, имея возможности в автомобильной отрасли, как в текстильной отрасли, с помощью нанороботов или наноматериалов, которые позволяют адгезия краски или глубокая очистка, удаляющая любые загрязнения с тканей.
В них представлены следующие определения Министерства науки, технологий и производственных инноваций (2009 г.):
- Наноматериалы:
Это искусственно созданные структуры материи с размерами менее 100 нанометров, которые проявляют свойства, зависящие от размера, и которые были минимально обработаны. Например: наночастицы, нанотрубки, квантовые точки, фуллерены, дендримеры и нанопористые материалы. Нано-посредники:
Промежуточные продукты, которые не попадают в категорию наноматериалов или конечных потребительских товаров, которые могут включать наноматериалы или которые были созданы с нанометрическими характеристиками и параметрами, покрытия, ткани, запоминающие устройства и логические микросхемы, оптические компоненты и т. Д.
- Нано-обогащенные продукты:
Это относится к продуктам в конце производственно-сбытовой цепочки, которые включают наноматериалы и нанопосредников, например, продукты, уже применимые к автомобилям, одежде, самолетам, компьютерам, электронным устройствам, обработанным пищевым продуктам, фармацевтическим продуктам и т. Д.
- Нанотехнологии:
Это техническая способность изменять материю и управлять ею с возможностью производства материалов и продуктов путем перегруппировки атомов и молекул, разработки функциональных структур или устройств с «нано» размерами.
Таким образом, понятно, что характеристики, существующие в этой области технологии, включают новые параметры и спецификации, и именно поэтому каждое из определений отличает их от других материалов, которые обычно используются.
Представление нанометрового мира на международном уровне.
В последние годы количество нанотехнологий, используемых в готовой продукции, увеличилось в среднем на 22%. Ожидается, что эта тенденция сохранится или усилится в ближайшем будущем. Этот тип технологий отличается большим динамизмом по сравнению с научными исследованиями, так что переход в цепочке приводит к науке-технологиям-инновациям - это очень быстрый процесс.
Поэтому компании, правительства и рисковые инвесторы проявляют большой интерес, поскольку нанотехнологии упрощают создание, преобразование и улучшение продукта. Это очень яркий пример того, что в 2007 году глобальные расходы на НИОКР в области нанотехнологий достигли 13 500 миллионов долларов.
Области применения.
Технологии, применяемые на уровне «нано», в настоящее время имеют различные области применения, и ожидается, что в ближайшем будущем эти области применения могут расшириться. На данный момент наиболее выдающиеся приложения отражены в:
- БиологияМедицинаМатериалыЭнергияМоделирование и моделированиеЭлектроникаОптикаФотоника Зонды СЗМУглеродные трубкиМетрология
Заявки и вклады.
Как уже было сказано выше, области применения разнообразны, поэтому нанотехнологии развиваются одновременно в разных областях. Ниже перечислены некоторые из наиболее выдающихся проектов, в которых используются нанотехнологии определенного типа и которые оказывают положительное влияние на общество:
Энергетика:
- Топливные элементы и водород
- Благородные электрокатализаторы в виде наночастиц.
- Наноструктурированные протонообменные мембраны
- Хранение водорода в наноматериалах.
- Литиевые батареи
- Наночастицы и / или наноструктурированные электронные материалы.
- Фотоэлектрические
- Материалы заменители кремния
- суперконденсаторы
- Углеродистые наноматериалы в качестве активного материала
- Неорганические наноматериалы
Этот тип приложений и разработка проектов направлены на улучшение качества материалов, используемых в электронных устройствах, снижение эксплуатационных расходов и улучшение их характеристик, позволяющих выдерживать физические величины, такие как температура.
Микроскопия ближнего поля SPM:
Он состоит из приближения наконечника, более известного как зонд, к поверхности, которую необходимо визуализировать, и измерения взаимодействия между наконечником и поверхностью. Перемещая наконечник по поверхности, получается карта существующего взаимодействия и, следовательно, создается изображение, показывающее исследование.
Этот тип нанотехнологий находит применение в науке, например:
- Микроскоп СТМ, который измеряет электрический ток, измеряющий электрический ток между зондом и образцом. АСМ-микроскоп, который измеряет силы взаимодействия между зондом и образцом, когда они находятся очень близко. Микроскоп СНИОМ отвечает за измерение затухающего света. отраженный или прошедший образцом Микроскоп MFM измеряет магнитные силы взаимодействия.
Все эти параметры взаимодействия происходят на расстоянии одного нанометра или меньше, то есть 0,000000001 метра, поэтому они представляют собой очень сложные элементы с тонкими и очень точными измерениями.
Биология и медицина:
Нанотехнологии, применяемые в области биологии и медицины, вносят свой вклад в основном через новые диагностические системы на молекулярном уровне, в подавляющем большинстве из них, через методы визуализации, новые и более селективные методы лечения, которые повышают их эффективность и поддержку. технологическая регенеративная медицина. Тот же тип исследований и достижений позволил нам начать работать в сельскохозяйственной и пищевой промышленности, поскольку в значительной степени они имеют очень большое влияние и сходство, что позволяет работать с одинаковыми параметрами.
В частности, наномедицина - это исследовательский и научный методический подход, а также междисциплинарный технологический подход, который направлен на разработку и применение нанотехнологий для улучшения диагностики, лечения и профилактики определенных типов заболеваний или травматических повреждений., Он также ищет пути, с помощью которых можно сохранить и улучшить здоровье и качество жизни людей.
Кроме того, приложение в медицине также изучает взаимодействия, существующие в нанометровом масштабе, от 1 до 100 нанометров, для чего были разработаны и использованы некоторые устройства, системы и технологии, которые включают наноструктуры, способные взаимодействовать с в молекулярном масштабе и соединяются с микросистемами для создания взаимодействия на клеточном или субклеточном уровне. Нанодиагностика позволяет выявлять заболевания или их предрасположенность, обнаруживая это на клеточном или молекулярном уровне с помощью наноустройств. В этой же концепции социальные и клинические потребности идут рука об руку с технологическим потенциалом для обнаружения заболеваний на самой ранней стадии.а также необходимость уметь обнаруживать нежелательные побочные эффекты лекарств до их назначения.
Можно также упомянуть приложения, которые в настоящее время интенсивно разрабатываются, в основном сосредоточенные на трех поперечных осях независимо от патологий: улучшение диагностики in vivo, а также in vitro, разработка новых систем, которые увеличивают эффективность поставок и дозирования лекарств и развитие технологий тканевой инженерии и регенеративной медицины. Диагностика in vitro, которая проводится с использованием нанотехнологий, возможна с помощью биосенсоров или интегрированных устройств, содержащих множество сенсоров. В подходе к диагностике «in vivo» его наиболее важным приложением является улучшение диагностической визуализации, позволяющее достичь молекулярного уровня. Изображение определяется как измерение,характеристика и диагностика «in vivo» клеточных или молекулярных биологических процессов с помощью изображений, созданных в результате совместного использования новых молекулярных агентов и традиционных методов медицинской визуализации.
Другой подход наномедицины - это применение новых технологических систем в регенеративной медицине, поскольку это новая область, которая стремится к восстановлению или замене тканей и органов за счет применения методов генной терапии, клеток, дозирования веществ. биорегенеративная и тканевая инженерия.
Электроника и молекулярная электроника.
Наноэлектроника занимается изучением явлений переноса и распределения зарядов и спина в нанометровых масштабах. Эту ветку можно разделить на:
Молекулярная электроника.
Именно изучение молекулярных свойств может направлять информационный процесс. В 2001 году были созданы первые молекулярные схемы с использованием так называемых молекул ротазана, которые способны работать так же, как транзисторы.
Углеродные нанотрубки.
Когда упоминаются «углеродные нанотрубки», упоминаются трубчатые углеродные молекулы, свойства которых делают их очень привлекательными и потенциально полезными для таких приложений, как электронные и механические компоненты, которые обязательно должны быть очень маленькими. Их особые характеристики - высокая твердость и уникальные электронные свойства, а также чрезвычайно эффективные проводники тепла. Их превосходные электрические, механические и химические свойства позволяют им быть кандидатами для создания таких устройств, как наноразмерные транзисторы, эмиссионные экраны, исполнительные механизмы и т. Д.
Полупроводниковые наноструктуры.
Они делятся на те, которые работают аналогично диодам, и те, которые работают аналогично транзистору, с потенциалом работы в нанометровом масштабе, на сверхвысоких скоростях и со сверхвысокой плотностью цепей. Они используются в таких приложениях, как катализ, фотоэлектрические элементы, лазеры и транзисторы.
Наноматериалы:
Это элементы, которые используются для разработки новых технологий, и которые должны обладать определенными характеристиками и быть очень хорошего качества, которые позволяют обрабатывать их и манипулировать ими в нанометрических масштабах. Среди этих материалов:
- НаноструктурированныеНаночастицыНанопорошкиНанокапсулыНанопористые материалыНановолокнаПленкиНанопроволокиДендримерыТонкие пленкиКвантовые точки
Возможности и риски.
Нанотехнологии обладают огромным потенциалом для больших выгод. Благодаря инновациям во многих областях применения, можно оценить огромный коммерческий потенциал, просто упомянув, что сегодня в Европе уже есть сотни компаний, которые занимаются разработкой коммерческих приложений технологий в наномасштабе, создавая тысячи рабочих мест за счет высококвалифицированный персонал.
Тем не менее, возможности не совсем безграничны или полностью осуществимы, например, риск, который некоторые ученые начинают рассматривать как чуму нанороботов, которые объединяются и атакуют человека как хорошо скоординированный и запрограммированный рой, и Это одна из целей или задач - создание нанороботов, но осуществимо ли это? Пока этого нет, и не из-за отсутствия материалов или хорошо организованных конструкций концепцию просто невозможно разработать.
Мы думаем о роботе нанометрового масштаба, это основное, что робот будет выполнять задачу, поэтому у него должны быть «руки и пальцы», которыми он может удерживать частицы или молекулы, это само по себе уже является большим ограничением, и Продолжая рассмотрение проблем, частицы не все одинакового размера, поэтому они должны быть «толстыми пальцами», которые позволяют удерживать частицы для транспортировки и обработки, кроме того, необходимо учитывать, что при транспортировке или манипулировании атомами могут образовываться связи. Как будто атомы буквально прилипают к «рукам». Поэтому по сей день построить наноробота невозможно.
Таким образом, идея армии нанороботов, пытающихся завоевать мир, до сегодняшнего дня все еще является идеей, лишенной оснований, однако фактором, который, если во многих случаях принимать во внимание, является возможность того, что наночастицы могут быть вреден для здоровья из-за своего небольшого размера, что он даже может проникать в клетки человеческого тела и даже иметь возможность преодолевать биологические барьеры (например, гематоэнцефалический барьер) эта проблема все еще неизвестна сектору ученый-международник.
Вывод.
Тенденция с пометкой «делать все меньше и меньше» наблюдается в коммуникационных технологиях, мобильных телефонах, компьютерах, электронных устройствах и т. Д. Вот почему развитие технологий в наномасштабе невозможно остановить внезапно. Он представляет собой весьма многообещающий потенциал, который в хороших руках может привести к значительным достижениям в различных областях научного сектора, что улучшит качество жизни людей, а также то, как они взаимодействуют с другими и выполняют свою повседневную деятельность., Однако, как и подавляющее большинство достижений в области технологий, он раскрывает «темную сторону» человека, жаждущего власти, высококонкурентного и стремящегося к господству над чем-то, поэтому он также представляет опасность для человечества., если продвижение и развитие этих технологий не контролируется должным образом.
Ожидается, что в ближайшем будущем барьеры, ограничивающие эту технологию, могут быть преодолены и позволят разработать устройства, которые помогут человеку и облегчат его повседневную жизнь.
Библиографические ссылки.
- Национальное управление научной информации и Национальное управление исследований. (2009). Нанотехнологии. Буэнос-Айрес, Аргентина: Министерство науки, технологий и производственных инноваций Иньяки Горостиди, Гарази Андонеги, Игорь Кампильо, Эгоитц Эчебесте, Хавьер Уртасун. (Апрель 2007 г.). Эпоха нанотехнологий. CICNETWORK, № 1, стр. 1-72.Матиас Шуленбург, Кельн. (2004). Нанотехнологии Инновации для мира завтрашнего дня. Бельгия: ЕВРОПЕЙСКАЯ КОМИССИЯ, DG Investigation, Анхель Рубио. (2008). Нанонаука: концепции и приложения. Сан-Себастьян, Испания: ETSP. Кармен Чакон, Майте Фернандес, Консепсьон Наррос, Сорайя Серрано. (2008). Нанонаука и нанотехнологии в Испании. Мадрид, Испания: Фонд Фантомов.
