• Kaj je nanotehnologija?
• Zgodovina nanotehnologije
• Čemu je nanotehnologija?
• Nanotehnološke aplikacije
• Primeri nanotehnologije
• Nanotehnologija v medicini
• Nanotehnologija in biotehnologija

Pojasnimo, kaj je nanotehnologija, čemu služi in primeri. Poleg tega njegova uporaba v medicini, biotehnologiji in drugih področjih.

Nanotehnologija ustvarja "stroje", ki delujejo na molekularni ravni.

Kaj je nanotehnologija?

Nanotehnologija je širše gledano manipulacija in izdelava materialov in artefaktov na lestvici atomsko ali molekularno, torej nanometrično. Gre za zelo široko področje raziskave in aplikacije so še vedno v konsolidaciji.

Nanotehnologija vključuje zadeva subatomsko, pa tudi specifično znanje o discipline znanstveno podobno organska kemija, molekularna biologija, polprevodniki, mikrofabrikacija in znanost površine, med drugim.

Zelo preprosto povedano, nanotehnologija izhaja iz ideje o izdelavi mikroskopskih strojev, s katerimi bi proizvajali nove materiale edinstvene in posebne molekularne konfiguracije.

Vendar pa narava mnogih od teh "strojev" ni podobna tistim, ki jih uporabljamo v vsakdanjem življenju, ampak je lahko sestavljena iz virus Genetsko "reprogramirana" in druga biotehnološka sredstva. Posledično ta tehnologijo je neskončen vir možnosti in seveda nevarnosti.

Poleg tega so bili z nanotehnologijo zgrajeni nanomateriali, ki so neobstoječi elementi v narave in neverjetne lastnosti. Nastali so iz modifikacije molekule obstoječih materialov.

Tako se je odprlo ogromno področje raziskav s tako rekoč neskončnimi aplikacijami, ki so še vedno v definiciji in eksperimentiranje. Nanotehnologija obljublja, da bo s seboj prinesla novo industrijsko in znanstveno-tehnološko revolucijo.

Zgodovina nanotehnologije

Leta 1959 se je prvič razpravljalo o možnostih nanotehnologije in nanoznanosti. Prvi, ki se jih je skliceval nanje, je bil Nobelov nagrajenec za fiziko, Američan Richard Feynman (1918-1988), med svojim govorom na Caltechu (Kalifornija, ZDA), v katerem je teoretiziral o sintezi z neposredno manipulacijo atomi.

Vendar pa je izraz "nanotehnologija" leta 1974 skoval Japonec Norio Taniguchi (1912-1999). Od takrat so mnogi sanjali ali teoretizirali o možnostih tovrstnih naprednih strojev in materialov.

Na primer, ameriški inženir Kim Eric Drexler (1955-) je sodeloval pri popularizaciji izraza in tovrstne raziskave, ki je v veliki meri odgovoren za formalni začetek področja študija nanotehnologije v 80. letih prejšnjega stoletja, se odziva na napredek čas v mikroskopija in odkritje fulerenov leta 1985.

Od leta 2000 so se nanomateriali začeli uporabljati v industriji. V odgovor na vlade sveta začel vlagati ogromne vsote v raziskave in razvoj nanotehnologije.

Njegova uporaba na področju biokemija, medicina in genski inženiring so postali očitni kmalu zatem. Danes je eno izmed znanstvenih področij z največjo veljavo in povpraševanjem tudi v državah tako imenovanega tretjega sveta.

Čemu je nanotehnologija?

V osnovi je nanotehnologija vrsta inženiringa materialov na atomskem ali molekularnem merilu. To pomeni, da vam omogoča manipuliranje s snovjo v neskončno majhnem obsegu, med 1 in 100 nanometri, to je približno velikosti molekule DNK (2 nm) in a bakterija iz rodu Mycoplasma (200 nm).

Zato so prednosti nanotehnologije tako rekoč neskončne: od poseganja v kemično sestavo živa bitja, kar omogoča spreminjanje DNK mikroskopska živa bitja in jih "programirati" za izvajanje določenih biokemičnih nalog, vse do izdelave novih materialov z edinstvenimi lastnostmi, imenovanih nanomateriali.

Nanotehnološke aplikacije

Nanotehnologija proizvaja pesticide ali gnojila, ki sodelujejo s kmetijstvom.

Nekatere trenutne uporabe nanotehnologije so povezane z:

• Tekstilna industrija. Ustvarjanje inteligentnih tkanin, ki so sposobne vnaprej programiranega vedenja v čipih ali drugih elektronskih instrumentih, tako da se lahko samočistijo, odbijajo madeže ali se lahko spreminjajo obarvanost in od temperaturo.
• Kmetijsko oblikovanje. Izdelava oz pesticidi, pesticidi in gnojila z nadzorovano biokemijo, ki omogočajo izboljšanje tla, kot tudi nanosenzorji za zaznavanje podzemne vode, koncentracije hranil itd.
• Podpora za živino. Izdelava s pomočjo nanodelcev cepiv in zdravil, ki skrbijo za zdravje živino ali nanosenzorji, ki lahko opozarjajo na prisotnost bolezni, paraziti, itd
• Prehrambena industrija. Na tem področju se razvijajo senzorji za hrano, torej elementi, ki lahko preverijo sposobnost preživetja hrano, do nano embalaže zanjo, ki je posebej zasnovana za upočasnitev naravnega procesa razgradnje hrane.
• Nanofarmacevtski izdelki. Gre za prvo generacijo izdelki Farmakološki izdelki, zasnovani z nanosistemi, ki so sposobni učinkovito in specifično razporediti aktivne spojine zdravil, doseči boljše in hitrejše rezultate ter zmanjšati kolateralno škodo.

Po drugi strani pa je industrijo kot prihodnja raziskovalna področja predvideva naslednje:

• Nanoinformatika. Oblikovanje računalniških sistemov ogromne moči in hitrosti prek nanosistemov.
• Nanotermologija. Uporaba nanomašinov za učinkovito in hitro uravnavanje lokalne temperature.
• Nanoenergije. Da bi lahko bili učinkoviti, varni in nizki okoljski udarec, kot rešitev energetske krize, s katero se začne XXI stoletje.
• Okoljske rešitve. Kot nanotehnološki sistemi za odstranjevanje nevarnih odpadkov ali smeti.

Primeri nanotehnologije

Nekaj ​​primerov trenutne uporabe nanotehnologije težave ljudje so naslednji:

• Baktericidni črni silicij. Avstralski in španski znanstveniki so napovedali ustvarjanje materiala, znanega kot "črni silicij", katerega molekularna sestava preprečuje, brez potrebe po dodanih izdelkih, širjenje številnih vrste gram-pozitivnih in gram-negativnih bakterij, poleg tega pa zmanjšuje učinkovitost nekaterih vrst endospore.
• Nanokirurgija z uporabo robota. Švicarski laboratorij ETH Zürich se pripravlja na testiranje svojega prvega magnetno vodenega mikrorobota, znanega kot OctoMag, s katerim naj bi lahko izvajal mikrokirurške posege brez odpiranja pacienta, preprosto z vbrizgavanjem v telo skozi majhno iglo. Podobni modeli mikročrpalk so bili testirani tudi v ZDA, ki sproščajo zdravila v oko, kadar je to potrebno.

Nanotehnologija v medicini

Nanovacine lahko pomagajo imunskemu sistemu v boju proti boleznim.

Obljube nanotehnologije za napredek medicine so milo rečeno osupljive. Zgoraj smo navedli nekaj primerov tega, vendar je treba še veliko odkriti, kot so:

• Nanozdravljenje neozdravljivih bolezni. Nanotehnološke rešitve za raka, HIV/AIDS ali Alzheimerjevo bolezen bi lahko prišle iz rok biokemičnih robotov, vbrizganih v človeško telo.
• Nanotehnološko upočasnitev staranja. Nekega dne bi se lahko z nanodelci borili proti staranju na molekularni ravni in še dodatno podaljšali svojo življenjsko dobo ter tako odložili senilnost.
• Nanovacina. Zaščitni sistemi pred boleznimi, ki temeljijo na vnašanju nanosistemov v telo, ki bi skrbeli za pomoč pri imunski sistem v boju proti vsem vrstam novih bolezni.
• Genetsko reprogramiranje. Z nanoroboti bi bilo mogoče modificirati našo DNK in postopoma odstraniti gene, ki nosijo prirojene bolezni, pomanjkljivosti in druge tegobe. To bi izboljšalo Kakovost življenja vrste na splošno. To seveda zahteva tudi do neke mere premislek o moralnih zakonih znanosti.

Nanotehnologija in biotehnologija

Biotehnologija je uporaba tehnoloških rešitev za težave biološke narave. Zahvaljujoč uvedbi nanoznanosti prevzame povsem novo raven.

Možnost programiranja ali reprogramiranja živih bitij z nanotehnološkim posegom DNK bi nam lahko omogočila, da življenje vodimo po bolj priročnih poteh. Vendar bo kombinacija biotehnologije in nanotehnologije vključevala znatna etična in biološka tveganja.

Človeštvo zelo dobro ve, kaj se zgodi, ko poskuša igrati Boga. Na primer, pridelava več krav molznic in več mesa, pridelkov, odpornih proti škodljivcem itd., bi morala vedno iti z roko v roki z razmišljanjem o našem mestu v naravnem redu sveta.