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纳米技术。无形的艺术

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Anonim

纳米技术是应用于控制和操纵物质的科学领域,其规模小于一毫米,实际上小于纳米的百万分之一。也就是说,在原子和分子(纳米材料)的水平上。

因此,最常见的是这种操作发生在纳米技术的一百到一百纳米之间。它包括通过纳米级物质控制来研究,设计,创造,合成,操纵和应用材料,装置和系统,因此,科学家们使用纳米技术来制造具有独特特性的新颖廉价的材料。

如将看到的那样,一些发展中国家已经将大量资源分配给纳米技术研究,这是纳米技术的主要应用领域之一:医学或纳米医学,是对世界可持续发展贡献最大的领域之一。通过这篇文章。

世界上大约有40个实验室为纳米技术研究投入大量资金,大约300家公司使用前缀“ nano”作为其名称的一部分,尽管市场上很少有使用该技术的产品。

看不见的艺术(纳米技术)

“在现在的科幻小说与未来的技术之间”

看不见的世界

人类对最大和最小的事物感到的惊讶和眩晕使他产生了一种好奇心,这种好奇心和眩晕感超出了他通过感官认识的世界范围之外的事物。因此,繁星点点的夜晚使我们相形见,,但在相反的极端,思考最小的事物会让我们感觉很棒。

小东西的世界似乎并不存在,因为用肉眼无法看到它,直到建立显微镜后才发现了一个引人入胜的世界,里面充满了细胞,细菌,病毒等。无形的世界像宇宙一样无穷无尽,令人着迷,尽管很难看清,但挑战小动物的伟大却是一个挑战。(西班牙科学技术基金会,2009年)

什么是纳米技术?

纳米技术是纳米级系统的研究和开发,“ nano”是国际单位制的前缀,表示小矮人,相当于10 -9的倍数,适用于长度单位,相当于一米的十亿分之一;即1 纳米。(智利的纳米技术博客)

纳米技术是通过对纳米尺度的物质的控制,以及对纳米尺度上物质的现象和特性的研究,对材料,装置和功能系统的研究,创造,合成,操纵和应用”。(2016年欧洲居民)

各种系统的计量单位

纳米技术的历史

美国物理学家理查德·弗雷曼(Richard Freynman)是该领域的先驱之一,他在1959年在Calltech的美国物理学会上发表了演讲“底部有足够的空间”。他在那里描述了一个过程,该过程将允许通过高精度仪器分别操纵原子和分子,这样就可以在纳米级的原子上逐个原子地设计和构建系统。

1981年,受弗雷曼演讲的启发,美国工程师埃里克·德雷克斯勒(Eric Drexler)在《美国国家科学院院刊》上发表了一篇文章,其中更详细地描述了弗雷曼在前些年所描述的内容。

术语“纳米技术”由Drexler于1986年在他的《创造的引擎:纳米技术的下一个时代》一书中首次使用,他在其中描述了具有自我复制能力的纳米技术机器。

此外,日本科学家谷口纪夫(Norio Taniguchi)于1974年首次使用纳米技术一词,他将其定义为逐个原子地处理,分离和操纵材料。(西班牙科学技术基金会,2009年)

当今的纳米技术

纳米技术可能对社会产生深远的影响,它目前被用于信息和通信等领域。它甚至已用于化妆品,防晒霜,纺织品,涂料,某些食品和能源技术以及一些保健产品和药物中。此外,纳米技术可以帮助减少环境污染。

关于纳米科学的最新知识,来自化学,物理,生命科学,医学和工程领域的进步。在各个领域,技术都处于开发阶段,甚至处于实际应用阶段。

材料科学中,纳米颗粒可以制造具有新机械性能(摩擦,耐磨性和附着力)的产品。

生物学和医学中,纳米材料用于改善药物设计。它还致力于开发用于分析仪器和设备的纳米材料。

消费产品,例如化妆品,防晒霜,纤维,纺织品,染料和油漆。

电子工程领域,它们被用于设计更小,更快且功耗更低的数据存储设备。

诸如显微镜之类的光学仪器也已经看到了纳米技术的好处。(Greenfacts,2007年)。

纳米粒子的理化性质

纳米粒子的物理和化学性质与常规规模上的相同材料有很大不同,这些性质取决于它们的形状,大小,表面特性和内部结构。

纳米粒子在消费产品中的应用

纳米粒子可以产生更坚固,更轻,更清洁和“更智能”的表面和系统,目前用于生产抗划伤镜片,抗裂涂料,墙壁的抗涂鸦涂层,透明防晒霜等。

它们还可以用来提高汽车的安全性,改善轮胎的抓地力,提高底盘的刚度,消除车窗或仪表板上的眩光和起雾。

它们甚至可以提高食品及其包装的安全性,最终在医学和生物学中得到应用,例如,它们可以将药物引导至特定的器官或细胞。(Greenfacts,2007年)

技术可能产生的有害影响

影响纳米粒子健康影响的参数包括纳米粒子的尺寸(较小的粒子表示更大的危险),化学成分,形状和表面特征。

吸入后,纳米粒子会沉积在肺部,并传播到其他器官,例如大脑和肝脏。如果孕妇怀孕,甚至有可能接触到胎儿,某些物质可能会变得有毒,如果被吸入,可能会引起肺部炎症和心脏疾病。

纳米粒子是如此之小,以至于只有电子显微镜才能检测到它们,并且大多数人每天都暴露于环境中存在的纳米粒子,这些粒子主要来自柴油机的烟雾。

目前,吸入是接触纳米颗粒的主要途径,而机动车排放的污染物是城市地区纳米颗粒的主要来源。

关于对环境的影响知之甚少,但是人类研究的许多结论很可能可以推论到其他物种,在任何情况下都必须继续进行研究。

纳米技术应用

纳米技术是根据规模(纳米级)而不是针对研究系统进行定义的,它本质上是横向的,并且在人类的所有活动中都有应用,这就是为什么对我们的社会影响非常大并且达成共识的原因正如Charles M. Vest(麻省理工学院的前任院长)在2001年的一次演讲中所说的那样,纳米技术将引发21世纪的工业革命。(智利的纳米技术博客) ,将更详细地描述纳米技术的一些应用领域:

环境

环境中的纳米技术涉及开发无污染的材料,能源和工艺,废水处理,水脱盐,土壤净化,废物处理,物质回收,用于检测有害化学物质或气体的纳米传感器。有毒的。

药物

纳米技术在医学中的应用被称为纳米医学,在其中我们开发了用于特定位置的药物纳米载体,该纳米载体可用于治疗癌症或其他疾病,具有检测物质的生物传感器,例如葡萄糖或某些疾病;纳米机器人还被编程为识别和破坏肿瘤细胞或修复骨折后的某些组织(如骨组织),具有防腐和消毒性能的纳米颗粒。

能源

能源领域的纳米技术与能源生产和存储系统的改善有关,特别是清洁和可再生能源,例如太阳能或基于氢的能源,以及有助于减少能源消耗的技术。通过开发基于纳米材料的新型,更高效的热绝缘体。得益于专门用于捕获和存储太阳能的纳米材料,提高了太阳能电池板和太阳能电池板的效率。

食品工业

在这一领域,它包括纳米传感器和纳米芯片的应用,可用于确保食品质量和安全,检测食品的新鲜度和保质期,检测病原微生物。,添加剂,药物,重金属,毒素和其他污染物,开发具有营养和健康特性的纳米容器或纳米食品。

纺织品

可以开发出可自动去除污渍,不弄脏的织物,这些织物具有自洁性,防臭性,并加入了可以使织物变色,控制温度的电子纳米芯片,这些织物都属于所谓的“智能面料”。

电子产品

纳米技术在电子学中的应用包括电子组件的开发,这些电子组件可显着提高计算机的处理速度,创建半导体,量子纳米线,基于石墨烯或碳纳米管的电路。

建造

开发出强度更高,更轻的材料(纳米材料),具有更大的抵抗力,排斥灰尘,湿气的玻璃,具有特殊性能的涂料,自修复材料等。

通信和计算技术

它包括开发更大容量和更小尺寸的数据存储系统,基于具有更大灵活性或其他特性(例如透明性)的材料的显示设备,此外还开发了量子计算技术,从而可以创建灵活透明的屏幕。

养牛业

在这一领域,纳米技术与用于识别动物的纳米芯片,用于注射疫苗或药物的纳米颗粒,用于检测微生物和疾病以及有毒物质的纳米传感器有关。

农业

纳米技术在农业中的应用体现在农药,除草剂,肥料,土壤改良,水位,氮含量检测中的纳米传感器等方面的改进。

化妆品

在该领域,纳米技术涉及具有纳米颗粒的抗皱霜或防晒霜的开发。

纳米技术的好处

(Jaime,2014年)使用此应用科学带来了某些好处,其中包括:

  • 通过微观层面的工作扩大范围和效力长期结果对环境保护的贡献减少未来费用不断创新

纳米技术的影响已经使多个品牌和机构在其中找到了巨大的机会。

墨西哥的纳米技术

(Záyago,2013)与许多国家一样,墨西哥冒险进入新约自2001年以来,NT已将其视为其科学技术政策的战略领域。截至2009年,CONACYT (墨西哥最高的科学技术定位和融资机构)资助国家纳米科学和纳米技术网络,以汇集和促进科学工作。

尽管很难确定墨西哥政府为促进新约贸易所投入的资金,但一些作者估计这笔费用为7,000万美元。 在本世纪前十年的最后五年中。

根据不同的指标,墨西哥在拉丁美洲NT的发展中排名第二,仅次于巴西,其次是阿根廷。(Záyago,2013年)

不断增长的投资的一个明显例子是Nano Depot,最初称为“ Nano Soluciones”,该公司于2007年在金塔纳罗奥州坎昆市成立。负责开发涂料和应用服务,以延长表面的使用寿命并降低维护成本。

另一家公司是Nano TecMéxico,它是一家100%的墨西哥公司,致力于利用纳米技术对材料进行商业化和分销,其主要产品包括:油漆,内饰,发动机处理,钛纳米涂层。

最后,值得一提的是Industrias Protect,这是一家100%墨西哥的公司,是德国纳米技术的保护性纳米涂料,特种清洁剂和产品的供应商,销售商和分销商,它的创建是基于热情的墨西哥企业家和德国公司的目标支持两国在商业交易所中将特殊产品商业化。该公司专注于纳米技术领域的工业化纳米涂料的商业化和销售,以保护材料,帮助保持其结构状态,避免因潮湿,外部液体物质和侵蚀性气候而造成的损坏。

结论

在研究了如此重要的主题之后,可以得出结论,纳米技术最近已被用作创造新产品的主要元素。

但是,纳米技术不仅有望创新产品来为公司服务,而且还会涉足人们日常生活的重要领域,例如医药,农业,畜牧业或食品,几乎不通过改善人们的生活质量逐步为人们提供新的机会。

纳米技术有望在不远的将来改变人们接受事物的方式,因为尽管科学似乎是取自科幻小说,但它却是最有前途的科学,因为它表明了只有未来主义思想的事实。能够思考,但是现实是它确实存在并且每次都获得越来越多的支持。

问题是,纳米技术的未来对我们有什么影响?尽管尽管它为社会带来了许多好处,但也有其他使用和使用方法,例如在战争武器中使用,遗传改变等。

只是希望纳米技术的好处能为所有人所用,并且不仅要继续扩大整个社会之间的差异。

纳米科学研究了纳米级材料的现象和操纵,其性质与常规规模上的性质有很大不同。

病原体是指某种生物实体中所容纳的任何外部生物制剂,由于疾病或可见或不可见的损害而以某种方式破坏其解剖结构。

纳米技术

全国科学技术理事会

数百万美元

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