Нанотехнологии и их полезные применения

Термин «нанотехнология» сейчас очень популярен, наверняка каждый о нём слышал. Но не все знают, что такое нанотехнология на самом деле.

Что такое нанотехнологии?

Нанотехнология — это технологическая отрасль, связанная с проектированием, анализом, изготовлением и применением структур, устройств и систем путем управления формой и размером в нанометровом масштабе (нм, 1 нм = 10−9 м).

Эта технология также считается более чистой (менее загрязняющей окружающую среду) и более эффективной, чем существующие технологии.

Нанотехнологии имеют огромное применение в жизни и являются многообещающей технологией как сейчас, так и в будущем. Представьте себе, что у нас есть небольшие наноустройства, способные проникать внутрь человеческого тела, находить «больные» части и, что ещё лучше, помогать им снова «выздороветь». Эта технология также считается более чистой (менее загрязняющей окружающую среду) и более эффективной, чем существующие.

Применение нанотехнологий

1. Нанотехнологии могут спасти вашу жизнь

Медицина — одна из самых значимых областей применения нанотехнологий. Например, в лечении рака было испытано множество различных методов, направленных на ограничение роста опухолей и их уничтожение на клеточном уровне. Одно исследование показало весьма многообещающие результаты использования золотых наночастиц для борьбы со многими видами рака. Эти наночастицы будут доставляться к опухолям внутри организма, а затем нагреваться снаружи инфракрасным лазером для их разрушения.

Медицина является одной из крупнейших областей применения нанотехнологий.

Не останавливаясь на достигнутом, учёные также работают над совершенно уникальным проектом нанороботов. С помощью сверхмалых роботов они смогут проникать внутрь человеческого тела и доставлять лекарства в необходимые органы. Такая прямая доставка лекарств повысит возможности и эффективность лечения.

Нанотехнологии в ближайшем будущем помогут людям бороться со страшной болезнью – раком. Даже самые сложные виды рака, такие как рак головного мозга, врачи смогут легко лечить, не вскрывая череп пациента и не применяя токсичные методы химиотерапии.

2. Нанотехнологии в электронике вокруг нас

Нанотехнологии также вносят значительный вклад в область электроники, особенно в энергетическую технологию.

Когда вы думаете о нанотехнологиях, вы, возможно, представляете себе научные проекты, реализуемые ведущими профессорами в лабораториях, самые передовые технологии. Однако на самом деле вы, возможно, уже пользуетесь некоторыми нанотехнологическими продуктами. Микропроцессоры из наноматериалов пользуются большой популярностью на рынке, а некоторые продукты, такие как мыши и клавиатуры, также покрыты антибактериальным нанослоем.

Нанотехнологии также вносят значительный вклад в развитие электроники, особенно в энергетику. Будущие нанобатареи будут иметь структуру нановискеров. Такая трубчатая структура позволит значительно увеличить площадь поверхности полюсов батареи, что позволит ей накапливать больше электроэнергии. При этом размер батареи будет постепенно уменьшаться.

3. Нанотехнологии в производстве одежды

Индустрия моды открыла новую страницу благодаря применению нанотехнологий в некоторых специальных тканях.

С начала 2000-х годов индустрия моды открыла новую страницу благодаря применению нанотехнологий в некоторых специальных тканях. Совершенно необычная идея создания одежды, способной убивать бактерии, вызывающие неприятные запахи, воплотилась в реальность благодаря использованию наночастиц серебра. Эти наночастицы серебра способны притягивать бактерии и уничтожать их клетки. Это полезное применение нашло применение в некоторых моделях спортивной одежды, в частности, в дезодорирующем нижнем белье.

Он не только дезодорирует, но и нанотехнологии могут превратить вашу рубашку в мобильную электростанцию. Используя такие источники энергии, как энергия ветра, солнца и нанотехнологии, вы сможете заряжать свой смартфон в любое время и в любом месте. Это приложение также широко используется в связи с идеей создания парусов из наноматериалов, способных преобразовывать природную энергию в электричество. Однако это приложение всё ещё находится на стадии тестирования.

4. Нанотехнологии в природе

Применение нанотехнологий теперь можно найти в природе.

Несомненно, нанотехнологии уже сегодня находят применение в природе. Например, применение нанотехнологий к тканям делает их водонепроницаемыми и грязеотталкивающими. То же самое можно наблюдать, когда капли воды катятся по поверхности листа лотоса. Поверхность листа лотоса покрыта особым слоем нанометровых ворсинок, что препятствует проникновению и прилипанию капель воды к поверхности листа. Воспроизведя этот процесс, учёные создали слой микроскопических нанотрубок на поверхности тканей и, таким образом, создали водонепроницаемую и грязеотталкивающую одежду.

Примером этого являются гекконы, участвующие в проекте команды Роберта Фулла из Беркли по разработке устройства для хождения по стенам. Учёные обнаружили, что каждый палец геккона покрыт микроскопическими волосками, которые помогают ему удерживаться на гладких поверхностях благодаря силам Ван-дер-Ваальса (сцеплению между молекулами). Чтобы воспроизвести этот эффект, учёные также создали подушечки из микроскопических нанотрубок, которые могут помочь скалолазам лучше удерживаться на скалах.

Человеческое общество сегодня очень развито, однако нам ещё многому предстоит научиться у природы. Важно, чтобы развитие научных технологий способствовало развитию жизни, а не её разрушению.

5. Еда из нанотехнологий

Нанотехнологии также помогут дольше сохранять продукты питания.

Нанотехнологии — это исследования, анализ и проектирование в очень малых масштабах, в нанометрах. Итак, если мы используем нанотехнологии для производства продуктов питания, сколько их будет достаточно, чтобы насытиться? К счастью, мы не будем есть продукты, созданные с помощью нанотехнологий, но нанотехнологии изменят наш привычный рацион.

Учёные экспериментировали с изменением продуктов питания на атомном и молекулярном уровне, делая их вкуснее и питательнее. Это означает, что благодаря пищевым нанотехнологиям мы можем наслаждаться блюдами с уникальными вкусами и высокой питательной ценностью.

Нанотехнологии также помогут хранить продукты питания в разы дольше, создавая контейнеры, способные убивать бактерии. Многие современные холодильники покрыты изнутри слоем наносеребра, убивающего бактерии. Даже некоторые высококачественные контейнеры для продуктов питания также покрыты изнутри слоем наносеребра.

6. Нанотехнологии и будущее

Нанотехнологии имеют огромный потенциал.

Все учёные подтверждают роль нанотехнологий. Однако не все области могут их применять. За этим стоит ряд взаимосвязанных факторов, таких как этические (при использовании нанотехнологий для вмешательства в генетическую модификацию), социальные и человеческие факторы.

«У нанотехнологий огромный потенциал. Они могут принести множество преимуществ во многих областях. Однако мы должны взглянуть на них с другой точки зрения, с точки зрения этики, здоровья, безопасности и общественного отклика», — заявил лорд Сейнсбери, министр науки и технологий Великобритании.

Поэтому Великобритания быстро исследовала возможности развития этого типа технологий и ввела строгие правила их применения. Однако учёные прогнозируют, что в ближайшем будущем нанотехнологии будут доминировать в большинстве основных областей гуманитарных наук.

По данным Khoahoc.tv