我们解释什么是纳米技术,它的用途和例子。此外,其在医学、生物技术等领域的应用。
纳米技术创造了在分子水平上工作的“机器”。什么是纳米技术?
从广义上讲,纳米技术是在一定程度上操纵和制造材料和人工制品。 规模 原子或分子,即纳米。这是一个非常广泛的领域 研究 和应用程序仍在整合中。
纳米技术涉及 事情 亚原子,以及特定的知识 学科 科学类 有机化学、分子生物学、半导体、微加工和 科学 表面等。
简而言之,纳米技术始于构建微型机器的想法,用于生产具有独特和特定分子构型的新型材料。
然而,许多这些“机器”的性质与我们日常生活中使用的那些不同,但很可能包括 病毒 基因“重新编程”和其他生物技术手段。因此,这 技术 它是可能性的无限源泉,当然也是危险的源泉。
此外,通过纳米技术,已经构建了纳米材料,这些材料是自然界中不存在的元素。 自然 和惊人的属性。它们是通过修改 分子 现有材料。
因此,一个巨大的研究领域已经打开,几乎无限的应用程序,这些应用程序仍在定义和 实验.纳米技术有望带来一场新的工业和科学技术革命。
纳米技术史
1959年,首次讨论了纳米技术和纳米科学的可能性。第一个提到它们的是诺贝尔物理学奖获得者,美国人理查德·费曼 (Richard Feynman,1918-1988),在他在加州理工学院(美国加利福尼亚州)的演讲中,他在演讲中对通过直接操纵 原子.
然而,“纳米技术”一词是由日本人谷口典男 (Norio Taniguchi,1912-1999) 于 1974 年创造的。从那时起,许多人梦想或理论化了这些类型的先进机器和材料的可能性。
例如,美国工程师金·埃里克·德雷克斯勒 (Kim Eric Drexler,1955-) 参与了该术语的普及和这类研究,主要负责纳米技术研究领域在 1980 年代的正式开始。时间在 显微术 以及 1985 年富勒烯的发现。
从 2000 年开始,纳米材料开始在工业上使用。作为回应, 政府 世界各国开始在纳米技术研发上投入巨资。
其在以下领域的应用 生物化学,医学和 基因工程 此后不久,它们就变得明显了。今天,即使在所谓的第三世界国家,它也是最有效和需求最大的科学领域之一。
纳米技术有什么用?
从根本上讲,纳米技术是一种原子或分子尺度的材料工程。这意味着它允许你在无限小的尺度上操纵物质,在 1 到 100 纳米之间,也就是说,大约是一个分子的大小 脱氧核糖核酸 (2 nm) 和 细菌 支原体属 (200 nm)。
因此,纳米技术的好处几乎是无限的:从干预化学成分 生物,从而允许修改 DNA 微观生物 并“编程”它们以执行某些生化任务,直至制造具有独特特性的新型材料,称为纳米材料。
纳米技术应用
纳米技术生产与农业合作的杀虫剂或肥料。目前纳米技术的一些应用与:
- 纺织工业.智能织物的创造,能够在芯片或其他电子仪器中预先编程行为,从而能够自洁、防污或能够改变 着色 和 温度.
- 农业设计。详细说明 杀虫剂,具有受控生物化学的杀虫剂和肥料,可以改善 土壤,以及用于检测地下水、养分浓度等的纳米传感器。
- 支持牲畜。通过疫苗和药物的纳米粒子制造,以照顾 健康 牲畜,或能够对疾病的存在发出警报的纳米传感器, 寄生虫, 等等。
- 食品工业。在这个领域,开发了食品传感器,即可以验证食品可行性的元件。 食物,以纳米包装为它,专门设计用来减缓食物分解的自然过程。
- 纳米药物。它是第一代 产品 使用纳米系统设计的药理学产品,能够高效、特异性地分配药物的活性化合物,获得更好更快的结果,并将附带损害降至最低。
另一方面, 行业 设想未来的研究领域如下:
- 纳米信息学。通过纳米系统设计具有巨大功率和速度的计算机化系统。
- 纳米热学。应用纳米机器高效快速地调节局部温度。
- 纳米能源。它们很可能是高效、安全和低的 对环境造成的影响,作为二十一世纪开始的能源危机的解决方案。
- 环境解决方案。作为用于危险废物处理或垃圾处理的纳米技术系统。
纳米技术实例
当前纳米技术应用的几个例子 问题 人类如下:
- 杀菌黑硅。澳大利亚和西班牙科学家宣布创造出一种被称为“黑硅”的材料,其分子组成可防止无需添加产品的大量 物种 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,此外还会降低某些类型的内生孢子的有效性。
- 使用机器人进行纳米外科手术。瑞士苏黎世联邦理工学院 (ETH Zürich) 实验室正准备测试其首款磁引导微型机器人 OctoMag,预计该机器人将能够在不打开患者体内的情况下进行显微手术,只需通过小针将其注射到体内即可。类似的微型泵模型也在美国进行了测试,在需要时将药物释放到眼睛中。
医学中的纳米技术
纳米疫苗可以帮助免疫系统对抗疾病。至少可以说,纳米技术对医学进步的承诺是惊人的。上面我们给出了几个这样的例子,但仍有很多东西有待发现,例如:
- 不治之症的纳米治疗。癌症、艾滋病毒/艾滋病或阿尔茨海默病的纳米技术解决方案可能来自注入人体的生化机器人的手。
- 纳米技术延缓衰老。有一天,我们可以通过纳米粒子,在分子水平上对抗衰老,进一步延长我们的寿命,延缓衰老。
- 纳米疫苗。基于将纳米系统引入身体的疾病保护系统,这将有助于协助 免疫系统 在与各种新疾病作斗争中。
- 基因重编程。使用纳米机器人,可以修改我们的 DNA 并逐渐消除携带先天性疾病、缺陷和其他疾病的基因。这将改善 生活质量 一般的物种。当然,这也需要在某种程度上重新思考科学的道德规律。
纳米技术和生物技术
生物技术是技术解决方案的应用 问题 生物性质。由于纳米科学的引入,它达到了一个全新的水平。
通过 DNA 的纳米技术干预对生物进行编程或重新编程的可能性可以让我们将生活引向更方便的道路。然而,生物技术和纳米技术的结合将涉及重大的伦理和生物风险。
人类非常清楚当它试图扮演上帝时会发生什么。例如,生产更多的奶牛和更多的肉、抗病虫害的作物等,应该始终与反思我们在世界自然秩序中的地位相辅相成。