Czym jest nanotechnologia i jakie może mieć zastosowania?

Wielu z Was słyszało o nanonauce i nanotechnologii. Te dziedziny wiedzy cieszą się szczególnym zainteresowaniem dzisiaj i mają duży wpływ na postępy w przyszłości.

Nanotechnologia odnosi się do koncepcji nauki stosowanej na poziomie molekularnym i atomowym, czyli do podstawowej części materii. W tym artykule wyjaśnimy, czym dokładnie jest nanotechnologia, jakie ma zastosowania i gdzie można wykonywać tego typu badania.

• Polecany artykuł: „6 kroków metody naukowej (i jej charakterystyka)”

Czym jest nanotechnologia?

Coraz więcej wiadomo o nanotechnologii, a dziś ta dyscyplina rozwija się, oferując studia na coraz większej liczbie uczelni. Nanotechnologia to gałąź technologii, która bada projektowanie i manipulację materią na poziomie jej atomów i molekuł., do celów medycznych lub przemysłowych, m.in.

Jego skala to nanometr, co równa się 10 podniesionemu do minus dziewięć razy metr. Oznacza to, że 1 000 000 000 nanometrów to 1 metr. Ideą jest wytwarzanie produktów w mikroskali.

Różnice między nanonauką a nanotechnologią

Koncepcje nanonauki i nanotechnologii na ogół idą ze sobą w parze. Nanonauka ma taką samą definicję jak nanotechnologia, jeśli chodzi o poziom molekularny.

Jednak gdy mówimy o nanonauce, mamy na myśli badanie zjawisk fizycznych, chemicznych i biologicznych. Jego zastosowanie jest zwykle bardziej związane z większą liczbą dziedzin medycyny lub zdrowia, ale może być również stosowane w bardziej przemysłowych dziedzinach.

Trochę historii

Nanotechnologia to dziedzina nauki, która powstała pod koniec lat 60.. W tym roku Richard Feynman – amerykański fizyk teoretyk – został laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Richard Feynman opisał i opracował zestaw wyrażeń matematycznych, które miały wyjaśnić zachowanie cząstek subatomowych.

Wyrażenia te później stały się znane jako diagramy Feynmana.

Richard Feynman jako pierwszy omówił możliwości nanonauki i nanotechnologii podczas prezentacji na Caltech (California Institute of Technology) w 1959, w którym opisał możliwość syntezy materii, bezpośrednio manipulując atomy.

Jakie zastosowania może mieć nanotechnologia?

Istnieją różne zastosowania nanotechnologii. Jak już wspomnieliśmy, nanotechnologia rozwija się i jest coraz częściej badana w grupach badawczych.

W tej sekcji Dokonujemy przeglądu aktualnych aplikacji.

1. Nanotechnologia: zastosowania medyczne

Zastosowania medyczne nanotechnologii są bardzo interesujące. Jednym z jego zastosowań biomedycznych jest podawanie leków. Nanotechnologia jest wykorzystywana w tej dziedzinie jako system dostarczania leków, czyli uwalniania substancji o działaniu terapeutycznym.

Pomysł polega na wykorzystaniu nanocząstek, które pełnią rolę nośnika, czyli transportera leku. Jest to stosowane, gdy leki nie mają odpowiednich właściwości fizykochemicznych, aby osiągnąć swój cel terapeutyczny.

Następnie rozwiązuje się to za pomocą nanotechnologii, np. z wykorzystaniem nanosystemów biokoniugaty, które są ligandami, które wiążą się z lekami i oddzielają się od nich po dotarciu na miejsce leku pożądane ciało.

Ta aplikacja jest szczególnie zainteresowana terapiami onkologicznymi, ponieważ wiadomo, że obecnie mają one zwykle niską swoistość (np. chemioterapia), co prowadzi do wielu efektów niekorzystny. Z tego powodu stosuje się nanosystemy, które usprawniają bezpośrednie dostarczanie leku przeciwnowotworowego do miejsca guza.

2. Nanotechnologia: zastosowania spożywcze food

Nanotechnologie są również wykorzystywane do tworzenia urządzeń (nanoczujników i nanoczipie), które pełnią funkcję elektronicznego nosa i języka, a tym samym analizują aspekty związane z zapachem i smakiem. Dlatego są wykorzystywane w przemyśle spożywczym.

Z drugiej strony są również wykorzystywane do wykrywania świeżości żywności, patogenów, leków, dodatków, metali ciężkich, toksyn, zanieczyszczeń itp.

Z drugiej strony nanotechnologia jest również wykorzystywana do opracowywania i tworzenia nanoopakowań, które chronić żywność, nadając jej specyficzne cechy (lepszy smak, jakość, zapach, tekstura…).

3. Nanotechnologia: zastosowania przemysłowe

W dziedzinie przemysłu ma różne zastosowania: na przykład w przemyśle tekstylnym. Nanotechnologia jest wykorzystywana do opracowywania inteligentnych tkanin: do odpychania plam, do samoczyszczące, aby uniknąć nieprzyjemnych zapachów, a nawet zmienić kolor i temperaturę tkanki.

Innym zastosowaniem jest rolnictwo. Ideą jest projektowanie produktów o lepszych właściwościach pestycydowych, herbicydowych i nawozowych. Głównym celem jest poprawa gleb. Istnieje również zastosowanie nanotechnologii do wykorzystania tak zwanych „nanoczujników” do wykrywania substancji takich jak woda, azot itp.

W hodowli zwierząt nanotechnologia jest wykorzystywana do opracowywania nanocząstek w celu dostarczania zwierzętom leków lub szczepionek. zwierząt, a także nazwane nanoczujniki, w tym przypadku wykorzystywane do wykrywania drobnoustrojów, chorób i/lub substancji toksyczny.

W dziedzinie kosmetyków nanotechnologia jest wykorzystywana do projektowania i opracowywania kremów kosmetycznych, z: właściwości przeciwzmarszczkowe czy np. kremy przeciwsłoneczne z nanocząsteczkami poprawiającymi ochronę przed Słońce.

Gdzie studiować nanotechnologię?

Jak już skomentowaliśmy, Nanotechnologia to dziedzina nauki, która ma coraz większą wagę i wartość w środowisku naukowym, a co za tym idzie w społeczeństwie. Z tego powodu coraz więcej uniwersytetów oferuje studia nanotechnologiczne (i nanonaukowe).

Dyplom z nanonauki i nanotechnologii jest nauczany tylko na Uniwersytecie Autonomicznym w Barcelonie (UAB), od 2009 roku. Wkrótce Universidad da Coruña (UDC) zaoferuje ten stopień.

W pozostałej części Hiszpanii możesz studiować stopnie magisterskie związane z nanotechnologią: Universidad Autónoma de Madrid (magister w Zaawansowane materiały, nanotechnologia i fotonika), Uniwersytet Rovira i Virgili (magister w nanonauce, materiałach i procesach: technologia Border Chemistry), a na różnych uczelniach można uzyskać Międzyuczelniany Magister Nanonauki i Nanotechnologii Molekularny.

Przyszłość tej dyscypliny

Jak już zauważyłeś, istnieje kilka zastosowań nanotechnologii (i nanonauki). Jej zastosowania sięgają od uczynienia życia wygodniejszym i bardziej praktycznym, po aspekty bardziej związane z poprawą jakości życia i zdrowia.

Nie ma więc wątpliwości, że Twoja wiedza jest częścią nowych narzędzi i opcji na przyszłość.

Odniesienia bibliograficzne

• Jr. Poole, Charles P, Owens, Frank J. Owens i Cao Vázquez, Roberto. (2007). Wprowadzenie do nanotechnologii. Od redakcji Reverte, Hiszpania. Wydanie I.

• Kaku, Michio, Garcíi Garmilli, Mercedesie. (2017). Fizyka przyszłości: jak nauka określi los ludzkości i nasze codzienne życie w XXII wieku. Od redakcji Debolsillo, Hiszpania. Wydanie I.

• Takeuchi, Naboru. (2010). Nanonauka i nanotechnologia: Budowanie lepszego świata atom po atomie. Fundusz redakcyjny kultury ekonomicznej. Hiszpania.