nanoteknoloji

Teknoloji

2022

Nanoteknolojinin ne olduğunu, ne işe yaradığını ve örneklerle açıklıyoruz. Ayrıca tıp, biyoteknoloji ve diğer alanlardaki uygulamaları.

Nanoteknoloji, moleküler düzeyde çalışan "makineler" yaratır.

Nanoteknoloji nedir?

Genel olarak, nanoteknoloji, malzemelerin ve eserlerin belirli bir zamanda manipüle edilmesi ve üretilmesidir. ölçek atomik veya moleküler, yani nanometrik. çok geniş bir alandır Araştırma ve uygulamalar hala konsolidasyonda.

Nanoteknoloji şunları içerir: konu atom altı, hem de özel bilgi disiplinler bilimsel gibi organik Kimya, moleküler biyoloji, yarı iletkenler, mikrofabrikasyon ve Bilim yüzeyler, diğerleri arasında.

Basitçe söylemek gerekirse, nanoteknoloji, benzersiz ve özel bir moleküler konfigürasyona sahip yeni malzemeler üretmek için mikroskobik makineler inşa etme fikrinden başlar.

Bununla birlikte, bu "makinelerin" birçoğunun doğası, günlük hayatımızda kullandıklarımıza benzememektedir, ancak aşağıdakilerden oluşabilir: virüs Genetik olarak "yeniden programlanmış" ve diğer biyoteknolojik araçlar. Sonuç olarak, bu teknoloji sonsuz bir olasılık ve elbette tehlike kaynağıdır.

Ayrıca, nanoteknoloji sayesinde dünyada var olmayan elementler olan nanomalzemeler inşa edilmiştir. Doğa ve inanılmaz özellikler. modifikasyonundan yaratılmışlardır. moleküller mevcut malzemelerden.

Böylece, henüz tanım aşamasında olan ve neredeyse sonsuz sayıda uygulama ile devasa bir araştırma alanı açılmıştır. deneme. Nanoteknoloji, beraberinde yeni bir endüstriyel ve bilimsel-teknolojik devrim getirmeyi vaat ediyor.

nanoteknoloji tarihi

1959'da nanoteknoloji ve nanobilimin olasılığı ilk kez tartışıldı. Bunlardan ilk bahseden, Fizikte Nobel Ödülü sahibi Amerikalı Richard Feynman (1918-1988), Caltech'te (California, ABD) yaptığı konuşmada, doğrudan manipülasyon yoluyla sentez hakkında kuramsallaştırdı. atomlar.

Ancak, "nanoteknoloji" terimi 1974 yılında Japon Norio Taniguchi (1912-1999) tarafından ortaya atılmıştır. O zamandan beri, birçok kişi bu tür gelişmiş makine ve malzemelerin olasılığını hayal etti veya teorileştirdi.

Örneğin, Amerikalı mühendis Kim Eric Drexler (1955-) terimin popülerleşmesine katıldı ve bu tür araştırmalar, 1980'lerde nanoteknoloji çalışma alanının resmi başlangıcından büyük ölçüde sorumluydu. zaman mikroskopi ve 1985 yılında fullerenlerin keşfi.

2000 yılından itibaren nanomalzemeler endüstriyel olarak kullanılmaya başlandı. cevap olarak hükümetler nanoteknoloji araştırma ve geliştirmeye büyük meblağlar yatırmaya başladı.

alanındaki uygulamaları biyokimya, ilaç ve genetik mühendisliği kısa bir süre sonra ortaya çıktılar. Bugün sözde Üçüncü Dünya ülkelerinde bile en büyük geçerliliği ve talebi olan bilim alanlarından biridir.

Nanoteknoloji ne için?

Temel olarak nanoteknoloji, atomik veya moleküler ölçekte bir tür malzeme mühendisliğidir. Bu, maddeyi 1 ile 100 nanometre arasında, yani yaklaşık bir molekül boyutunda, sonsuz küçük bir ölçekte manipüle etmenize izin verdiği anlamına gelir. DNA (2 nm) ve bir bakteri Mycoplasma cinsine ait (200 nm).

Bu nedenle, nanoteknolojinin faydaları neredeyse sonsuzdur: kimyasal bileşimine müdahale etmekten. canlı varlıklar, böylece DNA'sını değiştirmeye izin verir mikroskobik canlılar ve nanomalzemeler adı verilen benzersiz özelliklere sahip yeni malzemelerin üretimine kadar belirli biyokimyasal görevleri yerine getirmek için onları "programlamak".

Nanoteknoloji Uygulamaları

Nanoteknoloji, tarımla işbirliği yapan pestisitler veya gübreler üretir.

Nanoteknolojinin mevcut uygulamalarından bazıları şunlarla ilgilidir:

  • Tekstil endüstrisi. Çiplerde veya diğer elektronik cihazlarda önceden programlanmış davranışlarda bulunabilen, böylece kendi kendini temizleyen, leke tutmaz veya değiştirilebilen akıllı kumaşların oluşturulması renklenme ve hava sıcaklığı.
  • Tarımsal tasarım. detaylandırılması Tarım ilacı, kontrollü biyokimyaya sahip pestisitler ve gübreler topraklar, ayrıca yeraltı suyu, besin konsantrasyonu vb. tespiti için nanosensörler.
  • Hayvancılık için destek. Aşıların ve ilaçların nanoparçacıkları aracılığıyla üretim Sağlık hayvancılık veya hastalıkların varlığına karşı uyarı verebilen nanosensörler, parazitler, vb.
  • Gıda endüstrisi. Bu alanda gıda sensörleri, yani gıdaların canlılığını doğrulayabilen unsurlar geliştirilmiştir. Gıda, gıda ayrışmasının doğal sürecini yavaşlatmak için özel olarak tasarlanmış nano ambalajlara.
  • Nanofarmasötikler. ilk nesildir Ürün:% s İlaçların aktif bileşenlerini verimli ve özel olarak dağıtabilen, daha iyi ve daha hızlı sonuçlar elde edebilen ve ikincil hasarı en aza indiren nanosistemlerle tasarlanmış farmakolojik ürünler.

Öte yandan, sanayi Gelecekteki araştırma alanları olarak aşağıdakileri öngörmektedir:

  • Nanoinformatik. Nanosistemler aracılığıyla muazzam güç ve hıza sahip bilgisayarlı sistemlerin tasarımı.
  • Nanotermoloji. Yerel sıcaklığı verimli ve hızlı bir şekilde düzenlemek için nanomakinelerin uygulanması.
  • Nanoenerjiler. Verimli, güvenli ve düşük olabilecekleri çevresel EtkiXXI yüzyılın başladığı enerji krizine bir çözüm olarak.
  • Çevresel çözümler. Tehlikeli atık bertarafı veya çöp imhası için nanoteknolojik sistemler olarak.

Nanoteknoloji Örnekleri

Mevcut nanoteknoloji uygulamasından birkaç örnek sorunlar insanlar aşağıdaki gibidir:

  • Bakterisidal siyah silikon. Avustralyalı ve İspanyol bilim adamları, moleküler bileşimi ilave ürünlere ihtiyaç duymadan çok sayıda hücre çoğalmasını önleyen "siyah silikon" olarak bilinen bir malzemenin yaratıldığını duyurdular. Türler Bazı endospor türlerinin etkinliğini azaltmanın yanı sıra gram-pozitif ve gram-negatif bakterilerin.
  • Bir robot kullanarak nanocerrahi. İsviçreli laboratuvar ETH Zürich, OctoMag olarak bilinen ve hastayı açmadan, sadece vücuda küçük bir iğne ile enjekte ederek mikrocerrahi yapabilmesi beklenen ilk manyetik kılavuzlu mikro robotunu test etmeye hazırlanıyor. Benzer mikro pompa modelleri ABD'de de test edildi ve gerektiğinde göze ilaç salındı.

Tıpta nanoteknoloji

Nanoaşılar, bağışıklık sisteminin hastalıklarla savaşmasına yardımcı olabilir.

Nanoteknolojinin tıbbın ilerlemesi için vaatleri, en hafif tabirle, şaşırtıcıdır. Yukarıda bununla ilgili birkaç örnek verdik, ancak hala keşfedilecek çok şey var, örneğin:

  • Tedavisi olmayan hastalıklar için nanotedaviler. İnsan vücuduna enjekte edilen biyokimyasal robotların elinden kanser, HIV/AIDS veya Alzheimer hastalığına nanoteknolojik çözümler gelebilir.
  • Yaşlanmanın nanoteknolojik olarak yavaşlaması. Bir gün nanopartiküller aracılığıyla yaşlanmayla moleküler düzeyde mücadele edebilir ve ömrümüzü daha da uzatabilir, yaşlılığı geciktirebiliriz.
  • Nanoaşılar. Nanosistemlerin vücuda girmesine dayalı, hastalıklara karşı koruma sistemleri, bağışıklık sistemi her türlü yeni hastalığa karşı mücadelede.
  • Genetik yeniden programlama. Nanorobotları kullanarak DNA'mızı değiştirmek ve doğuştan gelen hastalıkları, eksiklikleri ve diğer hastalıkları taşıyan genleri kademeli olarak ortadan kaldırmak mümkün olacaktır. Bu, yaşam kalitesi türlerin geneli. Bu, elbette, bilimin ahlaki yasalarını bir dereceye kadar yeniden düşünmeyi de gerektirir.

Nanoteknoloji ve biyoteknoloji

Biyoteknoloji, teknolojik çözümlerin uygulanmasıdır. sorunlar doğada biyolojik. Nanobilimlerin tanıtılması sayesinde yepyeni bir seviyeye çıkıyor.

DNA'nın nanoteknolojik müdahalesi yoluyla canlıları programlama veya yeniden programlama olasılığı, hayatı daha uygun yollara yönlendirmemize izin verebilir. Bununla birlikte, biyoteknoloji ve nanoteknolojinin birleşimi önemli etik ve biyolojik riskler içerecektir.

İnsanlık, Tanrı'yı ​​oynamaya çalıştığında ne olduğunu çok iyi biliyor. Örneğin, daha fazla süt ineği ve daha fazla etli üretim, haşerelere dayanıklı mahsuller vb., dünyanın doğal düzenindeki yerimizi yansıtmakla her zaman el ele gitmelidir.

!-- GDPR -->