Как применяются достижения нанотехнологии в нашей жизни?

Нанотехнология включат в себя создание, синтез, и применение материалов, устройств и функциональных систем нанометрового масштаба, что означает, что они находятся в масштабе одной миллиардной доли метра. Материя, когда ею манипулируют в нанометровом масштабе, ведет себя неожиданно и принимает совершенно новые свойства. По этой причине ученые используют нанотехнологию для разработки новых и недорогих материалов и систем с уникальными свойствами.

Ричард Фейнман, который был награждён Нобелевской премией по физике, считается отцом «нанонауки». В 1959 году он предложил производить продукты на основе перегруппировки атомов и молекул. Он утверждал, что нанотехнология не определяется в зависимости от типа исследуемой системы. Она зависит от масштаба (наноразмерного), что позволяет ей трансверсально иметь приложения во всех видах деятельности человека, таких как:

- окружающая среда;

- энергетический сектор;

- медицина, электроники;

- исследования космоса;

- строительство и сельское хозяйство и т. д.

Вот почему влияние нанотехнологий на наше общество очень велико, и существует консенсус в отношении того, что нанотехнология приведет к промышленной революции 21-го века, как сказал Чарльз М. Вест (бывший президент Массачусетского технологического института).

Приложения нанотехнологий

Нанотехнологии применяются в следующих областях:

1. Окружающая среда: Применение нанотехнологий в окружающей среде включает в себя разработку экологически чистых материалов и процессов, очистку сточных вод, дезинфекцию воды, дезактивацию почвы, обработку отходов, рециркуляцию веществ, наносенсоры для обнаружения химических веществ вредных или токсичных газов.

2. Энергетический сектор: В энергетике нанотехнология стремиться к совершенствованию систем производства и хранения энергии, особенно возобновляемых, таких как солнечная энергия или энергия на основе водорода. Нанотехнологии в энергетике более эффективно сокращают потребление энергии за счет разработки инновационных теплоизоляторов на основе наноматериалов. Нанотехнологии способствуют повышению эффективности солнечных панелей благодаря наноматериалам, специализирующимся на захвате и хранении солнечной энергии.

3. Медицина: В наномедицине происходит разработка наноносителей препаратов, которые могут быть полезны при лечении рака или других заболеваний. Также этими наноносителями являются молекулярные биосенсоры с возможностью обнаружения веществ, таких как глюкоза. С помощью наночастиц можно определять биомаркеры болезни. Наноботы запрограммирован распознавать и убивать опухолевые клетки, восстанавливать костные ткани после перелома. Наночастицы с антисептическим и дезинфицирующим средством также применяются в медицине.

4. Пищевая промышленность: Применение нанотехнологий в пищевой промышленности включает в себя использование наносенсоров и наночипов, полезных для обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов и устройств, которые работают, как электронный нос и язык, оценивая свежесть и срок хранения пищи. Нанороботы обнаруживают в пищевых продуктах патогенные микроорганизмы, добавки, лекарства, тяжелые металлы, токсины и другие загрязняющие вещества. При помощи нанотехнологий идет разработка нанонапарной упаковки и нанопродуктов с функциональными и здоровыми питательными и органолептическими свойствами.

5. Текстильная промышленность: При помощи нанотехнологии происходит разработка тканей, которые отталкивают пятна и не загрязняются, а также самоочищаются, предотвращая появление запаха. Эти ткани включают в себя электронные наночипы, которые дают возможность менять цвет материала или регулировать его температуру.

6. Строительство: При помощи нанотехнологии происходит разработка стройматериалов (наноматериалов) прочных и легких, с большей устойчивостью. Также нанотехнологии позволяют изготавливать стекла, которые отталкивают пыль и краски со специальными свойствами.

7. Электроника: Приложения нанотехнологий в электронике включают в себя:

- разработку электронных компонентов, которые резко увеличивают скорость обработки данных;

- создание полупроводников, квантовых нанопроволок, графеновых схем или углеродных нанотрубок.

8. Коммуникационные и компьютерные технологии: Приложения нанотехнологий в области коммуникационных и компьютерных технологий включают в себя разработку:

- систем хранения данных большей емкости и меньшего размера;

- устройств визуализации на основе материалов с большей гибкостью или с другими свойствами, такими как прозрачность, которые позволяют создавать гибкие экраны. В этой области нанотехнология занимается разработкой систем хранения данных с большей пропускной способностью.

9. Сельское хозяйство: Применение нанотехнологий в сельском хозяйстве связано с улучшением качества пестицидов, гербицидов, удобрений.

10. Животноводство: Применение нанотехнологий в животноводстве связано с разработкой наночипов для идентификации животных, наночастиц для введения вакцин или лекарств, наносенсоров для обнаружения микроорганизмов и болезней, а также токсичных веществ.

11. Косметическая отрасль: Применение нанотехнологий в косметической отрасле включает в себя разработку кремов против морщин или солнцезащитных кремов с наночастицами.

Также смотрите: