Cos'è la nanotecnologia e quali applicazioni può avere?

Molti di voi avranno sentito parlare di nanoscienze e nanotecnologie. Questi campi della conoscenza sono di particolare interesse oggi e molto proiettati nei progressi del futuro.

La nanotecnologia si riferisce a un concetto di scienza applicata a livello molecolare e atomico, cioè alla parte fondamentale della materia. In questo articolo spiegheremo cos'è esattamente la nanotecnologia, quali applicazioni ha e dove si può fare questo tipo di studio.

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Che cos'è la nanotecnologia?

Si sa sempre più di nanotecnologie, e oggi questa disciplina è in ascesa, offrendo studi universitari in sempre più università. La nanotecnologia è la branca della tecnologia che studia la progettazione e la manipolazione della materia a livello dei suoi atomi e molecole., per scopi medici o industriali, tra gli altri.

La sua scala è il nanometro, che è uguale a 10 elevato a meno nove volte il metro. Ciò significa che 1.000.000.000 di nanometri è 1 metro. L'idea è di realizzare prodotti su microscala.

Differenze tra nanoscienza e nanotecnologia

I concetti di nanoscienza e nanotecnologia generalmente vanno di pari passo. La nanoscienza ha la stessa definizione della nanotecnologia, in termini di livello molecolare.

Tuttavia, quando parliamo di nanoscienza, ci riferiamo allo studio dei fenomeni fisici, chimici e biologici. La sua applicazione è solitamente più correlata a più campi medici o sanitari, ma può essere applicata anche a più campi industriali.

Un po' di storia

La nanotecnologia è una branca della scienza che è stata fondata per la prima volta alla fine degli anni '60. Quell'anno, Richard Feynman - fisico teorico americano - fu il vincitore del Premio Nobel per la Fisica. Richard Feynman ha descritto e sviluppato una serie di espressioni matematiche che avevano lo scopo di spiegare il comportamento delle particelle subatomiche.

Queste espressioni in seguito divennero note come diagrammi di Feynman.

Richard Feynman è stato il primo a discutere le possibilità della nanoscienza e della nanotecnologia in una presentazione al Caltech (California Institute of Technology) nel 1959, in cui descriveva la possibilità di sintetizzare la materia, manipolando direttamente il atomi.

Quali applicazioni possono avere le nanotecnologie?

Esistono diverse applicazioni della nanotecnologia. Come abbiamo già accennato, la nanotecnologia è in aumento e viene sempre più studiata nei gruppi di ricerca.

In questa sezione Facciamo una revisione delle applicazioni attuali.

1. Nanotecnologia: applicazioni mediche

Le applicazioni mediche delle nanotecnologie sono ampiamente interessanti. Una delle sue applicazioni biomediche è la somministrazione di farmaci. La nanotecnologia viene utilizzata in questo campo come sistema di somministrazione di farmaci, ovvero per rilasciare la sostanza con attività terapeutica.

L'idea è di utilizzare nanoparticelle che fungano da veicolo, cioè da trasportatore, per il farmaco. Viene utilizzato quando i farmaci non hanno proprietà fisico-chimiche adeguate per raggiungere il loro obiettivo terapeutico.

Quindi questo è risolto con l'applicazione della nanotecnologia, usando i nanosistemi, per esempio bioconiugati, che sono ligandi che si legano ai farmaci e si separano da essi quando viene raggiunto il sito del farmaco corpo desiderato.

Questa applicazione ha un interesse speciale per le terapie contro il cancro, poiché è noto che attualmente questi tendono ad avere una bassa specificità (es. chemioterapia) che porta a molti effetti avverso. Per questo motivo vengono utilizzati nanosistemi che migliorano la somministrazione diretta del farmaco antitumorale al sito del tumore.

2. Nanotecnologia: applicazioni alimentari

Le nanotecnologie vengono utilizzate anche per creare dispositivi (nanosensori e nanochip) che funzionano come naso e lingua elettronici, analizzando così gli aspetti legati all'olfatto e al gusto. Sono quindi utilizzati nell'industria alimentare.

D'altra parte, vengono utilizzati anche per rilevare la freschezza di un alimento, agenti patogeni, farmaci, additivi, metalli pesanti, tossine, inquinanti, ecc.

D'altra parte, la nanotecnologia viene utilizzata anche per lo sviluppo e la creazione di nano-packaging che proteggere il cibo, conferendogli caratteristiche specifiche (migliore sapore, qualità, odore, struttura…).

3. Nanotecnologia: applicazioni industriali

In campo industriale trova svariate applicazioni: ad esempio nell'industria tessile. La nanotecnologia viene utilizzata per sviluppare tessuti intelligenti: per respingere le macchie, per essere autopulente, per evitare odori sgradevoli o anche per modificare il colore e la temperatura del tessuti.

Un'altra applicazione è in agricoltura. L'idea è quella di progettare prodotti con migliori proprietà di pesticidi, erbicidi e fertilizzanti. Lo scopo principale è il miglioramento dei suoli. Vi è inoltre l'utilizzo delle nanotecnologie per l'utilizzo dei cosiddetti "nanosensori", per la rilevazione di sostanze quali acqua, azoto, ecc.

Nel bestiame, la nanotecnologia viene utilizzata per sviluppare nanoparticelle per fornire farmaci o vaccini agli animali. animali, nonché i cosiddetti nanosensori, in questo caso utilizzati per rilevare microrganismi, malattie e/o sostanze tossico.

Nel campo della cosmesi, le nanotecnologie vengono utilizzate per la progettazione e lo sviluppo di creme cosmetiche, con proprietà antirughe o ad esempio creme solari con nanoparticelle che migliorano la protezione contro Sole.

Dove studiare le nanotecnologie?

Come abbiamo già commentato, La nanotecnologia è una branca della scienza che ha sempre più peso e valore nella comunità scientifica e di conseguenza nella società. Per questo motivo sempre più università offrono studi sulle nanotecnologie (e nanoscienze).

La laurea in Nanoscienze e nanotecnologie è insegnata solo presso l'Università Autonoma di Barcellona (UAB), dal 2009. Presto, l'Universidad da Coruña (UDC) offrirà questo titolo.

Nel resto della Spagna, puoi studiare i master relativi alle nanotecnologie: Universidad Autónoma de Madrid (Master in Materiali Avanzati, Nanotecnologie e Fotonica), Rovira i Virgili University (Master in Nanoscienze, Materiali e Processi: Tecnologia Frontera Chemistry), e in diverse università puoi sostenere il Master Interuniversitario in Nanoscienze e Nanotecnologie Molecolare.

Il futuro di questa disciplina

Come hai già visto, ci sono diverse applicazioni della nanotecnologia (e della nanoscienza). Le sue applicazioni vanno dal rendere la vita più comoda e pratica, agli aspetti più legati al miglioramento della qualità della vita e della salute.

Non c'è dubbio allora che la tua conoscenza fa parte di nuovi strumenti e opzioni per il futuro.

Riferimenti bibliografici

• Jr. Poole, Charles P, Owens, Frank J. Owens e Cao Vázquez, Roberto. (2007). Introduzione alla nanotecnologia. Editoriale Reverte, Spagna. 1a edizione.

• Kaku, Michio, Garcia Garmilla, Mercedes. (2017). La fisica del futuro: come la scienza determinerà il destino dell'umanità e della nostra vita quotidiana nel XXII secolo. Editoriale Debolsillo, Spagna. 1a edizione.

• Takeuchi, Naboru. (2010). Nanoscienze e nanotecnologie: costruire un mondo migliore atomo per atomo. Fondo editoriale per la cultura economica. Spagna.