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纳米技术。好处与挑战

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Anonim

纳米技术这个词可以说是近来的一个词,已经使用了很多年,在它的开头有一个前缀“ nano”,它代表1 * 10 ^ -9 M的因子。 在国际单位制中= 1纳米。

纳米技术是一门研究和处理纳米级物质的科学,它对应于估计的1到100纳米尺寸,因此它寻求的是操纵原子和分子,通常原子的尺寸更小大于1纳米,同时分子更大。

因此,科学家们寻求创造使人类许多领域受益的微型产品,例如人类健康,军事用途,以及整个科学领域。

纳米技术具有许多必须面对的利益和挑战,这是本文将要解决的一个非常深刻的话题,不应轻视它,尽管它看起来有些复杂,因为它解决了以下问题。量子力学尽量让读者感到愉快。试图描述我们可以找到纳米技术的所有主题非常困难,因为与我们周围的一切一起,它每天都在增长,并且持续不断的发展不会停止。

关键概念

以下是一些概念,它们被认为是更好地理解本文的关键。

哥哥

“希腊起源的前缀元素,通常以十亿分之一的含义进入名称的形成中。” (牛津,2018)

技术。

“在特定领域或部门中使用的一套工具,技术资源或程序。” (牛津,2018)

纳米技术。

“这是在纳米尺度上对物质的操纵,这是精确操纵原子和分子以在微观尺度上制造产品的特殊技术目标。” (维基百科,2018)

纳米技术的发展

纳米技术的历史不是很悠久,因为它的最初迹象是在30年代开始出现的,只是近年来它以令人印象深刻的方式发展,并且与之相关的重要事件的数量也不断增加。增长,但是根据Acedo(2016),纳米技术历史上的主要事件如下:

1936年

欧文·穆勒(ErwinMüller)创建了野外观察显微镜,该显微镜的发明实现了具有围绕材料原子分辨率的图像。

约翰·冯·诺依曼(John von Neumann)在量子物理学领域做出了重要贡献。

1956年

麻省理工学院(MIT)的物理学家Arthur Robert von Hippel创造了“分子工程”一词。

1958年

杰克·基尔比(Jack Kilby)设计并建造了第一个集成电路,为此他将在2000年获得诺贝尔奖。

1959年

理查德·费曼(Richard Feynmann)提前谈论了未来的科学研究,并逐字引用了他的话:“在我看来,物理学原理并不反对逐个原子地操纵事物的可能性。 »。

1974年

日本东京大学的优秀科学家谷口纪夫(Norio Taniguchi)首次使用纳米技术一词来指代薄膜沉积物的生产过程,并受到半导体中离子束的破坏,并按顺序进行尺寸控制。纳米。

1986年

德雷克斯勒在他的著作《创造的引擎》中自动使用了纳米技术一词,他在其中提出了一种纳米级“汇编器”的表示形式,该汇编器可以胜任自己的复制。

1992年

Drexler通过Nanosystems,基于纳米技术构建越来越小的元件,对分子机械和化学机械过程的前景提出了自己的看法。

1998年

可以将碳纳米管变成可用于书写的纳米铅笔。

2003年

莱斯大学的Naomi Halas,Jennifer West,Rebeca Drezek和Renata Pasqualin创造了纳米金胶囊,将纳米金胶囊的尺寸设计成吸收近红外光时,可以作为癌症的综合发现,诊断和治疗的平台。乳腺癌,无需进行侵入性活检,手术或破坏性的全身放疗或化疗。

2007年

安吉拉·贝尔彻(Angela Belcher)与马萨诸塞州科技大学的同事一起,制造出了一种锂离子电池,该电池具有对人类无害的一类病毒,其工艺价格合理且对环境友好。2008年

创建了Nanorex,该程序可帮助控制纳米结构的处理。

2010

IBM使用其顶点处只有几纳米长的硅峰来从基底中凿出材料,并创建地球的完整3D纳米级投影。

2013年

斯坦福大学的科学家开发了第一个碳纳米管装置。

2015年

瑞士联邦理工学院的科学家创造了能够在磁场的引导下管理药物的微型机器人(纳米机器人)。

纳米技术风险。

就像人类创造的一切一样,用不正确的双手对许多人来说是一种危险,纳米技术也不属于此类,根据Villarroel(2010)的使用,将在下文提到某些风险。

廉价商品的传播导致经济不稳定

如今,原材料已经开始被替代,这是来自世界各地(例如亚洲,非洲,

拉丁美洲,例如棉花或橡胶,至少剥夺了1.06亿男人的利润,这些利润得益于廉价产品的生产,并可能使依赖发展中国家的经济失衡从那些原材料的销售。

犯罪用途

像往常一样,有些人只看到机会,随着生物武器的产生,在人群中引起恐惧,例如,遗传图谱,土著人民的图谱,这样就有可能获得关于这些和其他种族群体的准确信息,这样,就可以研制出族裔炸弹,从而促进生物恐怖主义。

纳米武器也正在蓬勃发展,因为与目前使用的核武器相比,它们的成本大大降低。

如果这项技术落入错误的人的手中,它可能会被翻译成战争,生物恐怖主义以及可能给人类带来的众多问题。

对健康的损害

实际上,无论何时我们在电视上,在社交网络上或只是在互联网上浏览电视时,我们都可以看到一条广告,宣传使用纳米技术的新产品,例如:防晒霜,避免皮肤瑕疵的面霜,除其他产品外,几乎不需要水的清洁产品。但是,大多数此类产品都不会警告使用它们可能会造成短期或长期的健康损害。

当前,几乎没有第一世界国家认为有任何实际证据必须规范纳米技术的创造和使用。

纳米粒子

纳米颗粒,尺寸为1至100 Nm,它们与来自同一产品的较大部分的行为完全不同:它们可以更具动态性,毒性和其他特殊性。因此,它们非常有用,但也使我们思考它们的使用在多大程度上会适得其反。

使用此类产品带来的问题是它们具有氧化还原特性(大多)。这样的例子是二氧化钛纳米颗粒,其具有几种在市场上出售的防晒剂并且是光校准的,它们暴露在阳光下会产生自由基,这会降低产品的成分或破坏生物分子。牛津大学的一项研究表明,使用含二氧化钛的产品会破坏DNA 5,从发炎到致癌,对人体造成各种损害。

同样,研究表明,某些纳米粒子具有穿过细胞膜粘附线粒体的特性,这可以帮助医生将药物释放到需要的地方,但是如果由于某种原因将它们以活性形式释放到户外,与健康的人摔倒,在细胞水平上攻击他们,这可能是高度致癌的。

碳纳米纤维

碳纳米纤维,用于汽车轮辋和我们穿着的服装面料,能够在不使用墨水的情况下改变其颜色。它可能散布在可能被吸收并严重损害肺部的地方。

环境问题

对人类健康造成的损害可归类为与环境所遭受的损害类似,其中存在两个突出的问题:由于大量暴露于纳米粒子,生物和化学效应将在人类中普遍存在;就像您一样,它们将逃逸到环境中,这将成为对生物和栖息地的潜在威胁。

一旦不再使用纳米颗粒,它们将被丢弃,最有可能最终落入河流或海洋,汇聚成对海洋生物多样性有害的部分,这就是为什么它们被分类为对这些物种具有剧毒的原因,并破坏整个全球食物链。

分类为对海洋生物具有高毒性的物质是纳米银,否则对人类而言则被视为安全元素。纳米银主要影响浮游植物,而浮游植物是处于形成阶段的几种水生物,海洋无脊椎动物和鱼类的食物链的主要基础。

正则化

不幸的是,负责规范此类实践的实体认识到纳米技术如何到达家庭,环境和环境的速度很慢。主要问题是关于使用纳米技术的产品安全性的可用信息是否正确,或者是否需要更多信息才能做出最终裁决。

所有这些问题都反映了纳米材料监管的紧迫性,欧洲委员会在一份声明中表示,“必须对其进行抛光”,同时减少了对使用这些纳米材料可能带来的风险的知识的“稀缺性”。

但是仍然没有任何书面内容,纳米技术的正规化仍然非常稀缺,因为它与它们可以带给拥有纳米材料的大公司的利益联系在一起,可以作为对利益的调查的盾牌。人性化。

纳米技术的好处

纳米技术还为人类带来了巨大的好处,它已经存在并能够改善我们的生活质量,根据Aguayo(2014)的信息,这些好处如下:

  • 缺水的问题逐年变得越来越明显,越来越多的人无法获得重要的液体。生产系统和农业部门消耗的水最多,纳米技术寻求的是通过分子制造来创造产品,从而减少了液体的消耗,以及实施了减少用水的系统。农业:在大多数国家,尤其是在发展中国家,传染病是一个问题。以可承受的价格创建简单的产品(例如管子,过滤器或蚊帐)将是解决该问题的一种解决方案。纳米技术的目的是创造价格合理且价格合理的设备用于医学和健康探索,以使先进医学得到更广泛的利用并惠及更多的人。他们的房屋仍然没有计算机或任何使他们能够访问互联网的设备,纳米技术寻求的是以非常实惠的价格制造高质量的设备,以便大多数人可以使用这些设备。世界上的某些地区没有电,这是通过使用可再生能源(太阳能,风能等)和创建复杂的设备而实现的,他们设法将其存储起来并能够将其分配到最需要的家庭中,从而使社会都受益。人口,正如文章前面提到的那样,纳米技术产生的环境问题千差万别,但从硬币的另一面看,它们也在做有利于它的事情。新产品的使用和实施将使人们的生活受到环境影响的降低,例如,与普通塑料相比,袋子可以在更短的时间内瓦解,或者将清洁能源用于不同活动,等等。减少农民必须做的工作,以便能够收割庄稼,增加收入,这是由于使用了以纳米技术为后盾的机械和产品,保证了优质的产品。产量的增加与耕地的更多利用有关,而不是因为种植了更大的土地,因此在收获的水果和蔬菜中的储存时间更长,能够抵御某些周边地区遭受大旱的作物在世界上或具有特殊特征的土壤中作战,例如,盐度高的土壤带有几乎不易刮擦且具有更大抵抗力的透镜的眼镜。技术可让电视或屏幕具有令人印象深刻的分辨率,曲面屏幕等轻巧且具有无数特征,在此之前很难想象它们可以存在并且可以被享受。收获的水果和蔬菜的保质期更长可以抵抗世界各地某些地区遭受严重干旱的农作物或与具有特殊特征的土壤(例如盐度高的土壤)作斗争几乎不可能刮花并且具有更大的抵抗力的技术,可以使电视或屏幕具有令人印象深刻的分辨率,弯曲的屏幕,更轻巧的功能以及无与伦比的功能,而这些功能在以前难以想象就可以存在和享受。收获的水果和蔬菜的保质期更长可以抵抗世界各地某些地区遭受严重干旱的农作物或与具有特殊特征的土壤(例如盐度高的土壤)作斗争几乎不可能刮花并且具有更大的抵抗力的技术,可以使电视或屏幕具有令人印象深刻的分辨率,弯曲的屏幕,更轻巧的功能以及无与伦比的功能,而这些功能在以前难以想象就可以存在和享受。盐分高的土壤带有几乎防刮擦的镜片和更高的电阻的眼镜技术可以使电视或屏幕具有令人印象深刻的分辨率,弯曲的屏幕,更轻的功能以及以前难以想象的众多功能那可以存在并且可以享受。盐分高的土壤带有几乎防刮擦的镜片和更高的电阻的眼镜技术可以使电视或屏幕具有令人印象深刻的分辨率,弯曲的屏幕,更轻的功能以及以前难以想象的众多功能那可以存在并且可以享受。

今天我们可以享受纳米技术带来的无穷好处,但是随着所有这些变化一天到一天的变化,可能在几年之内,上述内容似乎已经过时了,我们正在谈论的是我们尚未想到的产品。

墨西哥的纳米技术

在拥有更多倡议,学校项目,研究,有关该主题的出版物数量,必要的基础设施,与其他国家的协议以及致力于纳米技术相关问题的人力资本的拉丁美洲国家中,墨西哥位居第二。位置,仅在巴西之后。

格雷罗(2016)指出的56个机构中,其中之一是先进材料研究中心(CIMAV),该研究所拥有拉丁美洲最先进和最先进的实验室之一,即国家纳米技术实验室,该实验室致力于促进纳米技术的发展,国家的不同部门,例如学生,工业界和同一个社会。

纳米技术(国家纳米技术实验室)位于奇瓦瓦州,地理位置优越,位于该国北部,该技术成立于2006年,并于两年后开业,目的是成为纳米比亚的旗舰项目之一国家,促进纳米技术向社会和国家倾斜。

2009年期间,他被任命为“纳米技术和新材料”的国家联络点,负责与墨西哥和世界其他国家之间相关的所有行动。为了加强其国际关系,通过亚利桑那州立大学,先进材料研究中心(CIMAV)和美国国家理事会之间的协议加入``北美纳米技术创新''小组科学技术(CONACYT);除了与位于奥斯汀(美国)的德克萨斯大学,与位于奥尔巴尼(美国)的纽约州立大学以及与欧盟第七研究框架计划之间的协议达成正式协议外。

该实验室和所有参与其中的科学家都是“纳米科学与纳米技术网络”的最重要组成部分,该网络是美国国家科学技术委员会(CONACYT)的主要研究网络之一。

论文提案。

在Orizaba技术研究所举办了关于纳米技术对人类的好处和风险的讲习班。

目的。

既然我们定期听到纳米技术的知识和风险,就可以提高学生和公众对纳米技术的认识,但是我们不知道我们如何与纳米技术相互作用。

谢谢。

我感谢我的家人,因为我给予了我所有的支持和驱动力,并不断前进,Orizaba技术学院向我敞开了大门,让我继续与行政工程硕士和Fernando Aguirre yHernández博士一起继续学习,以激励他们行政工程基础研讨会的知识,以执行分配的每篇文章。

结论。

令人印象深刻的是,近年来纳米技术已成为创造财富,工作和普遍提高人们生活质量的关键部分。

一些科学家将其称为“第三次工业革命”的一部分,人们对它的期望是巨大的,在不远的将来,它将成为社会生存的关键。

尽管如上所述,仍然缺少许多法规,因为从长远来看,存在许多可能对社会有害的风险。我们不能袖手旁观地制造毁灭性武器或生物恐怖主义的潜在可能性,我们必须意识到所有这些,并就此事采取行动。

总之,纳米技术将是所有领域未来的关键,它将帮助我们改善生活方式,使我们更轻松地开展各种活动,为什么不延长寿命,但是必须有一个能够规范利用纳米技术的机构和国家,以防止所有这些对我们产生不良影响。

参考书目。

S.Acedo(2016年6月17日)。Prezi。从…获取

prezi.com/tl2_rv0u6t2j/linea-de-tiempo-avances-en-la-nanotecnologia/

Aguayo,L.(2014年)。Informatica研讨会。从https://tecnologia8043.webnode.mx/bloque-2-/ventajas-y-desventajas-deconitó-/获得

阿拉巴马州格雷罗(2016年5月23日)。CONACYT。从http://www.conacytprensa.mx/index.php/centros-conacyt/7617-nanotechlaboratorio-de-vanguardia-en-nanotecnologia-en-mexico-reportaje获得

牛津 (2018)。牛津生活词典。取自https://es.oxforddictionaries.com/definicion/nano-?locale=es

牛津 (2018)。牛津生活词典。从https://es.oxforddictionaries.com/definicion/tecnologia获得

Villarroel,FM(2010)。纳米技术的风险。信息,技术与社会杂志,第1-5页。

维基百科。(2018)。维基百科免费的百科全书。从https://es.wikipedia.org/wiki/Nanotecnolog%C3%ADa获得

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米。

它是一门物理学学科,负责在小空间尺度上提供自然的基本描述。(维基百科,2018)

纳米。

任何化学反应,其中一个或多个电子在反应物之间转移,导致其氧化态发生变化。(Wikipedia,2018)5脱氧核糖核酸。

纳米技术。好处与挑战