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纳米技术及其社会效益

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Anonim

自史前时代以来,人类一直在寻求改善其生活方式的方法,试图利用大自然所能提供的东西,并将其转化为具有满足特定需求的特性的更好的产品。

历史记录表明,在公元前4世纪,罗马玻璃制造商制造了某些具有纳米金属的晶体,例如代表Lycurgus国王去世的杯子,其材料中包含微小的金和银颗粒。精致的玻璃和石灰。

由于使用了基础研究和应用研究,纳米科学也被称为技术,可以定义为:一组旨在研究,阐述和表征尺寸小于几十个功能结构的方法论和知识纳米,一纳米等于0.00000001m。

理查德·费曼(Richard P. Feynman)于1959年召开了名为“底下有很多”的会议,当时纳米技术是研究领域。

随着纳米技术的发展,有可能制造纳米级的电子结构,例如激光设备,可以存储无限数据的计算机存储器,在诸如分子工程领域,可以生产用于人类和动物的生物传感器。研究健康状况并管理药物。

纳米技术已不再是当今世界的希望,它已成为代表人类未来的强大工具的现实,因为它为生物学,医学,汽车工业,纺织品和电子产品等都在展示这一点。

小世界:纳米技术,其先进技术和社会效益

自史前时代以来,人类一直在寻求改善其生活方式的方法,试图利用大自然所能提供的东西,并将其转化为具有满足特定需求的特性的更好的产品。

在埃及以及在西班牙裔前墨西哥建造金字塔就是这种能力的一个明显例子,但是,人类在历史上开始使用纳米形式的材料的确切时机尚未明确。(古铁雷斯等人,2015)

但是,一些历史记录表明,在公元前4世纪,罗马玻璃制造商制造了某些含有纳米金属的晶体,例如代表Lycurgus国王去世的杯子,其中包含微小的金和银颗粒。制造玻璃和石灰的材料,因此当在室内照射光时,其颜色介于绿色和深红色之间

如今,作为几千年发展的产物,出现了纳米科学,尽管这似乎很难理解,但它对世界人口的贡献越来越重要和突出。

由于使用了基础研究和应用研究,纳米科学也被称为技术,可以定义为:一组旨在研究,阐述和表征尺寸小于几十个功能结构的方法论和知识纳米,一纳米等于0.00000001m。对于这些结构的研究由对结构,磁性和机械,化学性质以及它们与其他结构的相互作用的分析组成。

目前纳米已被SI接受 就像组成物质的原子和分子的近似测量一样,如果您考虑平均测量75,000nm的人发的大小,DNA的双螺旋的厚度为2nm,您可以知道有多小原来是纳米。

“纳米颗粒必须考虑三个方面:尺寸在1到100nm之间,材料及其特性在此范围内变化,并且要控制和理解其正在制造中”。(古铁雷斯等人,2015)

为了说明性质的变化,可以将金币与相同和相同纯度但以较小比例表示的锭进行比较,它们具有与第一个样本相同的物理和化学性质,并且如果将硬币分开它们中的每一个均等地将继续为金色,有光泽且具有铸锭特征的。

但是,如果这种分裂过程继续进行并达到纳米级,则应注意的是,纳米级金碎片将不再是金,取决于大小,可能是红色,橙色,紫色甚至绿色。

纳米技术于1959年成立,当时召开了名为“底层有很多”的会议,该会议是由理查德·费曼在美国物理学会年会上发表的。自然规律不妨碍在处理一个原子一个原子的分子水平上工作的能力,并确保量子力学不排除可以建造微型机器的可能性;与分子的大小相比。

然而,直到80年代,纳米技术才在科学领域脱颖而出,当出现了用于更详细地研究纳米结构的更合适的方法时,在1981年开发了一种方法,该方法借助集中激光来获得金属组件,该组件将设法使金属汽化并产生等离子体

纳米技术的历史

基本方面

史实
事件
前450年 原子论派哲学的兴起(它确立了原子是组成物质的不可分割的障碍)
1918年 费曼出生于纽约
1965年 他对电动力学的研究使他获得了诺贝尔物理学奖。
1974年 田口纪夫(Norio Tanaguchi)在今年开始确立纳米技术的概念时就确立了这一概念,越来越多的科学家致力于纳米技术的不同主题
1980 埃里克·德雷克斯勒(Eric Drexler)可以触及原子的想法产生于设法操纵原子和分子的人
1985年 富勒烯或C60最早被发现具有物理,化学,数学和美学特性,并且是第三稳定的碳形式。
1986年 德雷克斯勒成功出版了第一本有关纳米技术的书,名为《创造的引擎:纳米技术的即将来临》。

1987年 在麻省理工学院举办了首届纳米技术研讨会。
1990 这家IBM公司设法用35个氙原子,一小块晶体金属和一个隧道显微镜在原子级上写下了公司徽标,该显微镜可以在原子级上拍摄表面图像,并且可以在水,空气和液体中使用。
1997年 创建了第一家致力于开发具有纳米技术结构的材料的公司,并将其集成到各个领域的产品中。
2000 克林顿总统谈到纳米技术对科学和技术的重要性,并于同年2月宣布投资4.97亿美元创建多机构的国家纳米技术计划,该计划的目的是建立一个联盟在私人和公共级别的学术界具有广泛的基础,以扩展纳米科学和纳米技术的研究。
2014年 庆祝纳米技术一词出现40周年。在所有这些年中,已经发现了许多发现,但是,在该区域仍然有许多值得探索的领域。

逐个原子工作的优势

逐个原子地工作的优点是结构更小,这也带来了很大的好处,这是因为越接近原子极限,就超出了经典物理学的极限,即当材料行为与宏观状态大不相同。

无论是金属,液体还是固体,它将成为一种在硬度,弹性,导热性,磁性以及导电性等方面都将有所不同的材料,并且在战略条件下,它将更好地位于纳米尺度上,而这恰恰是面积之间的关系和体积,转化为加速催化反应过程的潜力。

这样,一些与环境,健康,能源以及行业相关的领域都可以受益。

纳米技术应用

随着纳米技术的发展,有可能制造纳米级的电子结构,例如激光设备,可以存储无限数据的计算机存储器,在诸如分子工程领域,可以生产用于人类和动物的生物传感器。研究健康状况并管理药物。

他们还讨论了制造组装并布置成电路的纳米线和纳米晶体管的可能性,这将导致更快地创建数千个设备并使用更少的财务资源。

纳米技术已不再是当今世界的希望,它已成为代表人类未来的强大工具的现实,因为它为生物学,医学,汽车工业,纺织品和电子产品等都在展示这一点。(Anaya,2007年)。

纳米技术及其对社会的影响

医学和健康是需要研究许多方面并在纳米技术领域取得进步的领域,这有望为社会带来不同的利益。

在该领域的主要研究领域包括创建新的医疗产品,以促进原位药物的输送,诊断方法,患者监测以及具有最快恢复能力的侵入性较小的手术。

当前,有一些可以实现非侵入性疗法的智能药丸,因此它们可以实现其目标而不会引起副作用,它们还可以用于制造人造器官,组织和植入物,并使用不兼容的纳米材料进行制造。

未来的一些应用包括能够到达改变的细胞,例如肿瘤并且还可以诱导侵入性更小的治疗的设备。

对于癌症患者,未来的愿景是,有可能针对每种疾病和患者实施特定的治疗方法,并实践一种副作用更少的个性化药物。(多帕佐,2015)

“另一方面,Biomedal公司西班牙裔总经理ÁngelCebolla解释说,该抗体是天然的纳米技术药物。使用单克隆抗体来治疗癌症,类风湿关节炎等疾病,具有无数优势,因为它们安全,几乎遍及整个人体,具有特异性,稳定且缩短了开发时间,”。(桑兹,2014年)

纳米技术面料

具有纳米技术处理的织物几乎没有引入市场,它们不是合成的,而是植物性的和天然的,并且可以在表面上掺入任何纳米颗粒,从而保持相同的特性,性能,柔软性,闪耀和秋天。

棉花就是一个例子。大约在2000年,纳米技术开始在纺织实验室中使用,并且随着高科技时代的到来,它们在质量和收益方面取得了更大的进步。如:

美学:碎片可以抵抗液体溢出而不会被吸收,它们不会起皱并且是防污的。

治疗:具有一些质量,有助于这样的条件静脉曲张和妊娠纹,肌肉调色剂和分子平衡器。

防护剂包含杀菌性能,UVB / UVA射线防护剂,污染防护剂和有害气体。最常用的是由银颗粒制成的杀菌剂。因为它具有天然的抗菌性能,当金属形成非常细小的颗粒(每个颗粒分别为10到20纳米)时,这种抗菌特性会增强。

就治疗而言,几年前,人们创造了一种在微囊内部的纤维之间添加保湿剂的内衣。这种纳米技术可以控制皮肤的水合作用,并在皮肤需要时释放保湿剂。

刚进入市场的另一种产品是肌肉爽肤和分子平衡牛仔裤。它们经过纤维中的纳米颗粒处理,并且通过加热,纳米颗粒能够产生如此小的但完美的能量来激活和平衡人体分子。

农业

从纳米生物技术开始,出现了使用种子操纵设计植物的可能性。该领域的大多数研究都基于使用纳米颗粒的新技术的发展,这些纳米颗粒使引入DNA成为可能细胞外星人。

“例如,橡树岭实验室的研究人员发现了一种纳米技术,可以同时将DNA注入数百万个细胞。数以百万计的带有附着的合成DNA的碳纳米纤维已经从硅片中生长出来。然后,将活细胞抛在刺穿它们的纤维上,并在此过程中向它们注入DNA。注入合成DNA后,它会表达新蛋白质和新特性,目前尚未对其进行研究。纳米农药:封装的毒药。 “(Quintili,2012年)

另外,目前致力于农药生产的行业正在努力使用纳米活性成分,并且世界上主要的农业化学公司都在进行研究和开发,以在农药生产中获得新的纳米级配方。

结论:

纳米技术是一种旨在为人类的各种状况找到解决方案的工具,然而,在这一领域仍需进行大量研究,以使这些发展的结果为社会带来最大的利益,目前许多是纳米技术研究及其应用领域有望在未来改变人类的状况。

书目参考

ANAYA,DM(2007年)。纳米技术:通过原子操纵材料原子的艺术。核环境。

DOPAZO,A.(2015年)。药物中的微技术和纳米技术:DNA芯片或微阵列。国家肿瘤研究中心。

古铁雷斯(美国)(2015)。纳米技术问世40年:成就和趋势。CIIDIT FIME- UANL。

QUINTILI,M.(2012年)。纳米科学和纳米技术…小世界。SCIELO,用于设计和通信研究中心的笔记本。

E.桑兹(2014年6月27日)。很有意思 。可从非常有趣的网站获得:HTTP://www.muyinteresante.es/ciencia/articulo/la-nanotecnologia-y-labiotecnologia-nos-cambiaran-la-vida

国际单位制

脱氧核糖核酸

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纳米技术及其社会效益