Нанотехнологија

Из Википедије, слободне енциклопедије
Структура фулерена која не би била видљива без нанотехнологије.

Нанотехнологија је интердисциплинарна наука која укључује физику, хемију, биологију, науке о материјалима, као и широк скуп инжењерских дисциплина. Ријеч нанотехнологија, користи се као синоним и за науку и за технологију. Као наука, нанотехнологија проучава физичке, хемијске и биолошке особине молекула и атомских честица. Нанотехнологија као технологија примјењује истраживања из наведених наука и различите инжењерске дисциплине за производњу материјала и функционалних система са посебним и јединственим особинама.

Нанотехнологија је предмет истраживања на свим подручјима људске активности и која ће бити основна наука будућег развијања догађаја у електротехници, медицини, грађевинарству, пољопривреди и свим другим областима.[1]

Корени нанотехнологије[уреди]

Иако се нанотехнологија сматра за модерну науку, њени корени сежу у дубоку прошлост. Глазура којом се пресвлачило керамичко посуђе за заправо нанобакар и наносребро, а храна у тим посудама је дуже остајала свежа. Бродско дрво се премазивало посебном бакарном емулзијом да би се заштитило од пропадања од стране гљивица, посебно од врсте бродски пуж.[2]

Данас, нанотехнологија као инжењерска дисциплина, односи се на технике и производе који укључују структуре нанометарских димензија, у рангу од 1 до 100 нанометара,[3] а нарочито оне које трансформишу материју, енергију и информацију, употребом нанометарских компоненти са прецизно дефинисаним молекуларним особинама. Крајем 1980их, појам нанотехнологија улази у широку употребу за опис будућих технологија које ће се базирати на молекуларним машинским системима, односно системима дизајнираним тако да буду способни да конструишу сложене производе са атомском прецизношћу. Од половине 1990их, употреба концепта се проширила на инструменте, процесе и производе чије су кључне димензије у рангу између 1 до 100 нанометара. Различите технологије се уклапају у ову дефиницију, а многе могу допринијети развоју нових производа и производних процеса, на примјер, напредна молекуларна производња.

Наноматеријали[уреди]

Наноматеријалима се сматрају објекти којима је бар једна димензија између 1 и 1000 нанометара, али најчешће 1-100 nm, што је уобичајена дефиниција наноскале.[4]

Нанопоре[уреди]

Десаи и Ферари су створили један од првих наноматеријала који могу имати примену у медицини. [5] Реч је о коморама које обухватају ћелије, а начињене су од појединачних силицијумских обланди. Коморе омогућавају комуникацију ћелије са спољашњом околином помоћу рупа (нанопора) чији пречник може бити и до 20 nm. Нанопоре су довољно велике да пропуштају мање молекуле, као што су кисеоник, глукоза или инсулин, али довољно малe да спречавају пролаз имуноглобулина. Када се у организам убаци оваква обложена страна ћелија, организам је неће препознати и одбацити, а омогућиће јој доток нутријената и кисеоника, као и отпуштање инсулина. Ова технологија може имати примену код пацијената оболелих од дијабетеса. Слично овоме, можда је могуће убацити обложене неуроне у пацијенте који пате од Алцхајмерове болести, при томе електричном стимулацијом обезбеђујући отпуштање неуротрансмитера.

Нанољуске[уреди]

Нанољуске су сферичне наночестице, које имају диелектрично језгро и танку златну љуску. Ове нанољуске такође садрже квазичестицу плазмон, која представља симултану осцилацију електрона у односу на јоне. Од дебљине љуске и радијуса наночестице зависи са електромагнетним таласима које таласне дужине ће наночестице бити упарене. У примени, нпр. за уништавање ћелија тумора, користи се блиски дио инфрацрвеног спектра, јер је у том делу оптичка трансмисија кроз ткиво оптимална.

Нанољуске се прво убаце у полимерски хидрогел, у ком се налази и лек. Нанољуске круже по организму док се не акумулирају близу ћелија тумора. На жељеном месту, нанољуске селективно апсорбују инфрацрвене електромагнетне таласе, које емитује инфрацрвени ласер. Тако се загрију и истопе полимер, што изазива отпуштање лека, које је више локализовано у односу на стандардне методе. Сличан поступак се може примењивати и за испуштање инсулина у организам, код пацијената који имају дијабетес.[6]

Квантне тачке[уреди]

Квантне тачке су наночестице које имају пречник од неколико нанометара и могу се подешавати тако да емитују светлост одређене боје. Ова чињеница их може учинити корисним за детекцију, ако се комбинују са биомолекулама. При осветљавању белом бојом, свака наночестица ће емитовати светлост једне боје, чији је интензитет и до хиљаду пута већи од тренутно кориштених тестова.

Могућности нанотехнологије[уреди]

Наноскоп

Прогрес у нанотехнологији се може посматрати преко многих параметара, укључујући прецизност, сложеност, исплативост и избор производа. Дугорочни циљеви нанотехнологије су атомска прецизност, арбитрарна сложеност наноструктура, уштеда у производњи и масовна производња. Комбинација ових циљева изгледа изводљива, али само кроз вишеслојни процес који почиње са разумијевањем да тренутно стање развоја нанотехнологије има ограничене способности.

Технологије које се користе у нанотехнологији су врло различите, брзо се мијењају, а често нису међусобно повезане. Типични производи нанотехнологије су наночестице, фибре и филмови различитих материјала и структура. Ту су такође литографске наноструктуре за електронска интегрална кола, структуре настале спонтаним додавањем молекула, односно аутосклапањем, као и чврсти храпави, или порозни наноматеријали. Медији и материјали који се користе за производњу наноструктура и нанотекстура, често међусобно немају много заједничког, а налазе практичну примјену почев од производње одјеће отпорне на флеке па све до напредних електронских компоненти. Многи типови нанотехнологија су насљедници научних истраживања из већ постојећих наука, али сада под новим именом.

У будућности се претпоставља да ће нанотехнологија у великој мери олакшати живот људима и решити значајне проблеме данашњице. По избору сајта My life scoop међу шест најбољих изума нанотехнологије су се нашли кесица за чај која прочишћава воду, вештачки мишићи који препознају болест и лече је изнутра, путеви који се греју изнутра и спречавају клизање возила током зиме, добијање енергије из измета, одећа на соларни погон, као и одећа која прочишћава ваздух.[7] Али поред тога може постати веома деструктивна ако се буде користила у ратовима.[8]

Види још[уреди]


Референце[уреди]

  1. „Нанотехнологија“, Драгана Павловић, draganapavlovic07.wordpress.com, 29. децембар 2012. Приступљено 7. децембра 2013.
  2. „Нанотехнологија у служби здравља“, val-znanje.com. Приступљено 7. децембра 2013.
  3. „Нанотехнологија - појам нанотехнологије“. Приступљено 2. децембра 2013.
  4. Buzea, Cristina; Pacheco, Ivan; Robbie, Kevin (2007). „Nanomaterials and Nanoparticles: Sources and Toxicity”. Biointerphases. 2 (4): MR17—MR71. doi:10.1116/1.2815690. PMID 20419892. 
  5. Desai, Tejal; Ferrari, Mauro; Hansford, Derek (1999). „Nanopore Technology for Biomedical Applications”. Biomedical Microdevices. 2 (1). doi:10.1023/A:1009903215959. 
  6. L. R. Hirsch; R. J. Stafford; J. L. West (2003). „Nanoshell-mediated near-infrared thermal therapy of tumors under magnetic resonance guidance”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100. doi:10.1073/pnas.2232479100. 
  7. „Шта нам омогућава нанотехнологија“, Жељко +, ekologija.rs, 28. март 2012. Приступљено 7. децембра 2013.
  8. „Како ћемо изумрети?“, Дарио Салић, nauka.rs, 1. мај 2013. Приступљено 7. децембра 2013.

Спољашње везе[уреди]