В момента нанотехнологиите са много актуални и се интересуват за много учени в различни области като химия, физика, биология и инженерство като цяло, всичко това се дължи на обещаващите постижения, които представлява. В близко бъдеще тази дисциплина би могла да поднови настоящите технологични постижения, като ни изведе в нова ера на технологичното развитие.
Нанотехнологиите са наука, която отговаря за проучването, изучаването, разработването, проектирането, синтезирането и манипулирането на структури от материя в наномащаб, тоест един милион от метър, нанопрефиксът, който има термина нанотехнология, означава един милион част и неговият математически израз е 1? 10 - 9, също така тази дисциплина се фокусира върху експлоатацията на свойства и явления в същия мащаб. (Еврорезиденти, 2013 г.)
Тази наука се основава на факта, че частиците или структурите, по-малки от сто нанометра, сто хиляди от метър, имат различни свойства и ново поведение въз основа на техния размер; По този начин е установено, че физическите и механичните свойства като температура, проводимост, точка на топене, наред с други, се променят в наномащаб.
Областта на изследванията в областта на нанотехнологиите е много широка, варираща от катализа 1 на частици с наноразмер, която се отнася до химията, до физичните свойства, използвани в квантовия точков лазер 2, което прави изследването му много сложно., хората, които участват в тази наука, трябва да бъдат запознати с различни области на знанието. (Robles, 2012)
История на нанотехнологиите
Историята на нанотехнологиите е много обширна и разнообразна, тъй като е мултидисциплинарна наука, която обхваща много области на интерес, но основните събития, белязали нейното развитие са следните.
- 4 век, римляни
Има следи, че производителите на стъкло в древен Рим са изработвали стъкло с манометрични метали, като за първи път са се възползвали от характеристиките на материалите с наномащаб.
- 1661 г., Робърт Бойл
Ирландският химик Бойл публикува творбата си, наречена Скептичен Химик, той противоречи на Аристотел, отричайки, че огънят, въздухът, водата и земята са елементите, които съставляват материя, той предлага да има малки части от материята, които в комбинация образуват корпускули3.
- 18-ти век, Томас Уеджвуд
В края на 18 век Wedgewood произвежда изображения за първи път, използвайки чувствителни към светлина сребърни наночастици, това откритие поставя основата за отпечатване на актуални фотографии.
- 1857 г., Майкъл Фарадей
Фарадей публикува в научното списание на Кралското общество своето обяснение за участието на нанометрови частици в цвета на прозорците в църквите.
- 1965 г. Ричард Фейман
Фейман получава Нобеловата награда по физика за ценния си принос в квантовата електродинамика.
- 1960 г., Въпреки че Фейнман
Фейнман изнесе лекция за значението, което могат да имат малки метални частици.
- 1982 г., Екимов и Омущенко
Двама руски учени първи обясниха квантовото задържане.
- 1990 г. IBM
Компанията IBM пише логото си в наномащаб, използва тридесет и пет атома от лист стъкло, наречен ксенона.
- 1996-1998 г., WTEC
Световният център за оценка на технологиите (WTEC) с финансирането на National Sciene Foundation5 проведе първото проучване за разработването на 1 нанотехнология, резултатите бяха много положителни, тъй като намериха потенциал в технологичните иновации.
(Poole & Owens, 2007)
- 2000 г., Уилям Дж. Клинтън
Тогавашният президент на САЩ Клинтън основава националния
Инициатива за нанотехнологии6 за изследвания и разработки за нанотехнологии.
Определение на нанотехнологиите
Някои от определенията на нанотехнологиите са:
„Нанотехнологиите са нов подход, фокусиран върху компресията и овладяването на свойствата на материята в манометричен мащаб“ (Шуленбург, 2004)
„Нанотехнологиите са сравнително нова наука, прилагана в много области на научните изследвания. Състои се от проучване, анализ, структуриране, обучение, проектиране и експлоатация на материали в молекулни мащаби ”(Venemedia, 2014)
„Концепцията за нанотехнологиите обхваща онези области на науката и технологиите, в които материали, вещества и устройства с много малки размери, обикновено по-малко от един микрон, се изучават, получават и обработват контролирано“ (Faustino, 2011)
Наноматериали
„Наноматериалите са материали с морфологични свойства, по-малки от микрометър в поне едно измерение“ (Castillo, 2012), въпреки че няма конкретен параметър за размера на тези материали, те се изчисляват в обхвата от един до сто нанометра, Агенцията по околна среда (EPA) на Съединените американски щати направи класификация на наноматериалите, която е:
- На основата на въглерод
Както показва името им, тези наноматериали са съставени предимно от въглерод и обикновено имат формата на сфера, елипсоиди или тръби, тези, които имат форма на елипсоид и сфера, се наричат фулерени, докато тези, които имат цилиндрична форма, са нанотръби.
- На основата на метал
Тези видове наноматериали се характеризират с наличието на квантови точки, сребърни и златни частици в допълнение към метални оксиди.
- дендримери
Тези видове наноматериали са изградени от полимери 7 в разклонени единици, те са много полезни за прилагането на лекарства.
- Съединения
Тези наноматериали се характеризират с това, че са съставени от комбинации от наночастици като глина в манометрични мащаби.
(Кастило, 2012)
Общи методи на нанотехнологиите
След раждането на нанотехнологиите той се открояваше като се движи въз основа на два основни метода експериментално и теоретично, и двата метода се открояват по начина, по който се произвеждат и формоват техните наноматериали. Тези методи са известни като нанотехнологии отгоре надолу и нанотехнологии отдолу нагоре.
Нанотехнологии отгоре надолу
Този метод се характеризира с това, че позволява обработката на материали да се извършва много прецизно постепенно, особено в процесите на усъвършенстване на производствените технологии. Възможността да се манипулира точността на производството по много точен начин има много предимства, които надвишават възможността за производство на продукт с определена структура, методологията за изпълнение на стратегията отгоре надолу е:
- Много прецизна обработка Литографски инструменти Фотолитография Литография с електронен лъч
Някои от продуктите, които се правят с този метод, са чипове, които са все по-малки, но съдържат повече транзистори. (Лопес, 2011 г.)
Нанотехнологии отдолу нагоре
Концепцията „отдолу нагоре“ за първи път е повдигната на конференцията на Фейнман през 1959 г., тя се отнася до изграждането на обект, манипулиращ материали с размер на нанометър, сглобяващ атом на молекулни парчета. Ерик Дрекслер, директор на Института за далновидност, популяризира този термин заради работата си с него, Дрекслер е разработил молекулни структури с наномащаб, използвайки роботи, програмирани да правят всичко.
Още едно поле на работа на тази концепция е производството на материали, които имат определени манометрични части или компоненти, те са известни като нанофазни материали. Тези материали са имали голям напредък в изучаването на електронни и оптични свойства на фините прахове, като златото. (Лопес, 2011 г.)
Икономическо и социално въздействие
Материалите и продуктите с манометрични материали са толкова разнообразни, че се очаква високо въздействие във всички области на знанието, по същия начин може да се заключи, че популяризира технологията по важен начин, тъй като днес е известна само част от нейните приложения и възможности, които могат да донесат. По отношение на икономиката, нанотехнологиите вече имат влияние в различни области на индустрията като:
- АвтомобилиАеронавтикаКванум Лийс Производство СупергидрадаКвантумни проводнициКвантумни точкиЕлектроникаГенетични изследванияФармацевтици
Така че се очаква в близко бъдеще тя да бъде основна част от икономиките на страните, поради участието си в различни индустрии. По отношение на социалното въздействие трябва да се работи с повишено внимание, тъй като е нова и чужда концепция, в процеса на приемане и запознаване на тази нова наука ще бъдат много важни специалисти от социалните науки и образователния сектор. (Родригес, 2005 г.)
наноелектроника
Това е отрасълът на нанотехнологиите, отговарящ за разработването на електронни приложения чрез електронни схеми, поставени върху чипове и микропроцесори, които са в манометричен мащаб. Всички тези приложения и приложения на наноелектрониката в процесори и чипове се наричат разрушителна технология 8 поради ясното им разграничаване от традиционните модели и приложения, някои примери за тази нова тенденция са: хибридна молекулна полупроводникова електроника, нанотръби, нанопроводници едномерна, напреднала молекулярна електроника, наред с други. (Коста, 2000 г.)
Микропроцесорите се произвеждат с помощта на техника, наречена литография, която се състои в поставяне на силициева вафла върху полупроводникова повърхност, която след това е покрита със светлочувствителен слой, за да се проектира изображението на верига, за да се обработи накрая и да се даде характеристиките и електрически свойства, необходими за неговата работа; повторението на процедурата с добавяне на нова маска поражда микропроцесорите и чиповете, които познаваме днес. (Шуленбург, 2004 г.)
Това ново приложение на нанотехнологиите в електронни и електрически устройства отваря нова гама от възможности за подобрения и иновации на хиляди продукти като: телевизори, радиостанции, мобилни телефони, компютри, автомобили, домакински уреди и много други, така че развитието му представлява пробив в електрониката.
наномедицина
Едно от най-важните области на въздействие в нанотехнологиите е медицината, всички предимства, които тази нова наука представлява, са много полезни за здравето, те представляват подобряване на качеството на живот на много хора. Изследователските области на Наномедицина са основно три, диагностика, прилагане на лекарства и регенеративни лечения.В илюстрацията човек може да визуализира тези области.
Наномедицински изследвания. Взето от статията на Лаура М. Лечуга (2007)
Nanodiagnosis
Този аспект на нанотехнологиите предполага, че устройства или приложения могат да идентифицират наличието на определен патоген или може би ракови клетки в човешкото тяло, но тази технология се нуждае от много висока точност, за да се избегнат странични ефекти. Някои от нанодиагностичните примери са:
- Сензор, който може да определи липсата на вещества като витамини и калций с помощта на потта на пръстите. Огледало в банята, което предоставя информация, базирана на изпотяване. Устройства, които могат да анализират напитки, които не съдържат патогени и бактерии.
Контролирано освобождаване на лекарството
Друго голямо предимство, което може да се приложи с нанотехнологиите, е използването на системи или устройства, които доставят контролирани количества лекарства. Този инструмент се състои в използване на нанометрични структури, които влизат в тялото, транспортиране на лекарството до посоченото място или повредената зона и освобождаване на вещество. Тази процедура включва предварително капсулиране и много сложно планиране за изчисляване на транспортирането и активирането на веществото в точното време. Две от най-важните приложения на този инструмент са:
- Супрамолекулни хапчета
Те са вдлъбнати молекулни структури, които могат да транспортират лекарства с помощта на антени, които се придържат към определени протеини като антитела, позволявайки на веществото да действа върху тях.
- Магнитни частици за рак
Подобно на супрамолекулярните таблетки, магнитните частици с манометрични пропорции могат да бъдат насочени към раковите зони, които ще бъдат активирани от електромагнитно поле за намаляване или елиминиране на тумора.
Регенеративна наномедицина
"Регенеративната наномедицина се занимава с възстановяването или подмяната на увредените тъкани и органи чрез прилагането на методи, получени от генна терапия, клетъчна терапия, дозировка на биорегенеративни вещества и тъканно инженерство, стимулиращи собствените механизми за възстановяване на организма." някои от приложенията са: (Lechuga, 2007)
- Паста за зъби с манометричен материал от апатит и протеин в подкрепа на възстановяването на зъбите Крем с наночастици цинк и оксид, за да се избегне директен контакт на кожата с ултравиолетови лъчи Създаване на структури, благоприятстващи растежа на тъканите на човешкото тяло в повредени части на тялото За да се развие тази иновация, трябва да се администрира клетъчно производство
По този начин се очаква наномедицината да допринесе за напредъка в здравето, за да се избегнат инфекции, да се помогне при лекарствата на болни хора, да се направи животът по-удобен и може би да се решат болести, които днес нямат лечение.
заключение
Напливът от нанотехнологии представлява пробив в много области на знанието и още повече в неговите приложения, този термин представлява манипулирането и разработването на материали и продукти в манометричен мащаб за изпълнение на задачи, които не биха могли да бъдат изпълнени в различен мащаб, т.е. в по-голям размер.
Нанотехнологиите обаче не се състоят само в производството на малки неща, а в производството на нови неща, тоест възползването от уникалните свойства на материалите, които при различни мащаби биха били невъзможни за получаване на напълно нови материали с повече и по-добри свойства.
Новите свойства на материалите и голямото разнообразие от приложения на нанотехнологиите ще засегнат много знания, търговски и здравни сектори в близко бъдеще, така че технологична революция може да се случи благодарение на нанотехнологиите.
библиография
- Castillo, FD (15 май 2012 г.). ФАКУЛТЕТ НА НАУЧНИТЕ ИЗСЛЕДВАНИЯ CUAUTITLÁN. Получава се от въведение в наноматериалите: http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m6/Introduccion%20a%20los%20nanomateriales.pdfCosta, JL (23 юли 2000 г.). Наноелектроника. Получено от молекулярна електроника: http://www.phantomsnet.net/Resources/files/Nanoeletronica_alta.pdfЕврорезиденти. (4 август 2013 г.). Какво е нанотехнологията? Получена от еврорезиденти, страст към живота: https://www.euroresidents.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htmFaustino, A. (1 април 2011 г.). Национален автономен университет в Мексико. Получено от НАНОТЕХНОЛОГИЯТА В ЛЕКАРСТВЕНО РАЗВИТИЕ: http://depa.fquim.unam.mx/liberacion/pdf/nanotecno.pdfLechuga, LM (10 юни 2007 г.). Наномедицинската революция.Получено от http://digital.csic.es/bitstream/10261/27998/1/038_043_Articulo_05.pdf López, TM (2011). Нанотехнологии и наномедицина. Мексико: ARKHÉ. Poole, C., & Owens, F. (2007). Нанотехнологии. Барселона: REVERTÉ.Robles, JD (19 юни 2012 г.). Нанотехнологии. Получава се от ЛАЗЕРИ НА КВАНТУМНИ ТОЧКИ: https://telos.fundaciontelefonica.com/tag/nanotecnologia/Rodriguez, VV (17 януари 2005 г.). Нанонауката и нанотехнологиите. Получена от фундаменталната технология на 21 век: http://suf.fisica.edu.uy/feiasofi2005/nanociencia.pdfSchulenburg, M. (9 февруари 2004 г.). Нанотехнологии. Получено от иновациите за утрешния свят: https://ec.europa.eu/research/industrial_technologies/pdf/nano-brochure/nano_brochure_en.pdfVenemedia. (22 ноември 2014 г.). Определение на нанотехнологиите. Получено от: https: // conceptdefinition.на / нанотехнологии /
Предложение за теза
М е мъж:
Разработване на продукти с материали с по-голяма устойчивост и издръжливост
Обективен:
Разработете продукти с по-здрави и издръжливи материали, възползвайки се от свойствата на манометричната скала.
____
1 Процес, чрез който химическата реакция се ускорява поради катализатор
2 Това е полупроводников лазер, който използва квантови точки за излъчване на светлина
3 Малки маси, които не могат да бъдат фрагментирани или разделени
4 Световен център за оценка на технологиите
5 Национална научна фондация
6 Национална инициатива за нанотехнологии
7 Макромолекули, образувани от обединението на мономерите чрез ковалентни връзки
8 иновативни технологии, напълно различни от конвенционалните
Изтеглете оригиналния файл
