5 цікавих фактів про нанотехнології

11 Лют, 2013

Ось вам загадка: що настільки маленьке, що ви його не побачите, але досить розумне, щоб запустити ваш iPad або вилікувати рак? Якщо ви думаєте, що це мікроскопічний Микита Джигурда або Чак Норріс – ви частково праві. Але правильною відповіддю буде: нанотехнології.

Неважливо, як багато ви про них чули, і скільки грошей заробив Віктор Петрик на своїх нанотехнологічних фільтрах, нанотехнології залишаються певною загадкою. Ми їх не бачимо і, отже, не відчуваємо. Вчені говорять, що медицина майбутнього буде повністю побудована на їх основі, але якось дивно думати про те, що нанометрів незрозуміло чого врятують вам життя.

Як часто ми стикаємося з нанотехнологіями в повсякденному житті? Інше питання: що це взагалі таке? Чому майбутнє розгортається у нас на долоні, а ми бачимо тільки лінію життя і мережа зморшок? Нанотехнології знайшли своє місце в споживчому секторі, в ліках, в їжі та інших сферах. Стає все важче відстежувати нелегальне використання нанотехнологій. І по правді кажучи, їх потенціал ще далекий від бажаного рівня. У лабораторіях і на папері – суцільні прориви, але на ринок потрапляють лише дуже небагато форми нанотехнологій.

Давайте розберемося, що таке нанотехнології і чому вони змінять світ.

Одного разу вони можуть врятувати вам життя
Наночастинка
Медицина являє собою саму захоплюючу область для застосування нанотехнологій. Багато методів лікування раку, які розробляються в даний момент, побудовані на боротьбі з пухлиною на клітинному рівні. Дослідники показують вельми багатообіцяючі результати використання наночастинок золота в лікуванні різних типів раку. Частинки відправляються прямо в ракові клітини і нагріваються за допомогою інфрачервоного променя.

Доставка наночастинок являє собою найбільшу проблему, пов’язану із застосуванням їх в медицині. Потрібно доставити наночастинки в уражені клітини, не пошкодивши здорові. Як тільки система доставки визначиться (що вже не легко само по собі), частки повинні допомогти створити ряд нових неінвазивних методів лікування, які справляються з пухлиною без хірургічної травми.

Одним з рішень доставки наночасток можуть бути крихітні золоті зірки, які розробляються в Північно-західному університеті. Зірчасті частинки покриваються препаратом під назвою ДНК-аптамери (молекула ДНК, яка може прикріплятися до потрібних молекулярним мішеням). Нанозвезди орієнтуються на протеїни в ракових клітинах. Протеїни послужливо доставляють зірочки до ядра, і як тільки вони прикріплюються до мети, постріл з лазера вивільняє ліки з нанозвезди, і воно починає своє лікування ядра. У клітини не залишається шансів.

Яким би не був механізм доставки, нанотехнології можуть дозволити лікарям зупинити рак мозку без фізичного втручання в череп пацієнта, або вилікувати рак легенів без необхідності розкривати чиюсь грудну клітку.

Можливо, ви торкаєтеся до них прямо зараз
наночастинка
Незалежно від того, який тип комп’ютера або пристрою ви використовуєте для читання цієї статті, найімовірніше ви маєте справу з нанотехнологіями. Процесори і компоненти пам’яті зроблені з використанням наноматеріалів, яких повно на ринку, а на клавіатурах і мишках ви можете знайти антимікробну покриття.

У найближчому майбутньому ми цілком може побачити фотонні кристали, які полегшать нам читання з екранів планшетів в денний час, змінюючи колір відбитого сонячного світла, а не покладаючись на світло, що випромінюється пристроєм. Органічні світловипромінюючі діоди (OLED) вже стоять у черзі, щоб напевно замінити РК-дисплеї (LCD) в якості універсального стандарту екранів смартфонів. Крім того, тонкий шар наночасток буде простим рішенням щодо захисту смартфона від смерті від випадкового падіння у воду.

Зовсім скоро електроніка буде працювати в три рази довше на одному заряді тільки тому, що крихітні волоски у вигляді ниткоподібних нанокристалів будуть вбудовані в батареї. Не так давно ми писали про те, що графенові батареї цілком вирішать проблему зарядки смартфонів, а адже графен – це прямий наслідок дослідження нанотехнологій.
Можливо, ви вже носите їх
Нанотрубка
З початку 2000 років індустрія моди зацікавилася нанотехнологіями. І незважаючи на те, що громадськість не особливо зацікавилася можливістю зарядки смартфонів прямо від футболок, цей напрямок теж розвивається. Ідея п’єзоелектричних генераторів не позбавлена ​​сенсу. Уявіть собі намет, яка могла б генерувати електрику з найменших подувів вітру, щоб ви зарядили свій ліхтарик. А як щодо човни, яка отримувала б електрику з кожного клаптика свого вітрила? Нанотехнології, вшиті в тканину, знаходять сенс.

Тим не менше, не всі ідеї використання нанотехнологій були добре прийняті. Багато питань і обурення породили пропозиції використовувати наночастинки для знищення бактерій, що викликають неприємний запах одягу. Дизайнери спортивного одягу поспішили з впровадженням цього методу, як раптом виявили, що частинки наносрібла вбивають не тільки шкідливі, але й корисні бактерії (а тому не можуть бути використані при очищенні води, наприклад), а також викликає вроджені дефекти у риб та інших організмів.

В кінці 2011 року Агентство з охорони навколишнього середовища США (EPA) дозволив використовувати продукти з наносрібла, тільки якщо їх безпека не викликає сумнівів – рішення, яке стало наслідком спрямованого обурення громадськості. І якщо вас не лякає той факт, що наносрібла використовується в якості пестицидів, EPA просить подумати вас двічі, ніж носити одяг з цими елементами. Таки випрати білизну раз на пару днів не так вже й складно.

Багато що з цього вже є в природі
Ящірка
Хочете штани, які не вбирають воду? Або як щодо пластиру, який дозволить вам залізти на скляну стіну? Купити подібні штани в магазині неважко, але щоб розкрити людину-павука всередині себе, вам доведеться неабияк попітніти. І два цих прикладу нанотехнологій вже існують в природі.

Можете назвати це костюмом безпеки для лихого їздця. Протягом багатьох років текстильна промисловість намагалася розробити водонепроникні тканини. Але вийшло це тільки тоді, коли вони стали використовувати ниткоподібні кристали. Якщо ви коли-небудь бачили, як краплі дощу стікають по квітці лотоса – або інші приклади з-під носа – це робота природних ниткоподібних кристалів. Лист покритий нановолоскамі, які підтримують краплі води, не дозволяючи їм усмоктуватися або змочувати поверхню листка. Додавши нанотрубки в волокна одягу, виробники можуть створювати коттон, вовна або синтетичну тканину, яка не вбирає воду.

Що стосується лазіння по склу, цей продукт з’явився, завдяки розробкам Роберта Фулла (Robert Full) з Берклі. Вивчаючи пальці геконів, дослідники з’ясували, що кожен палець істоти покритий нановолоскамі, які настільки малі і численні, що використовують силу Ван-дер-Ваальса (міжмолекулярної зчеплення), щоб утримуватися на гладкій поверхні. Біолог Фулл разом з іншими інженерами відтворили механізм пальців гекона у вигляді лапок, які дозволили альпіністові лазити по будівлях.

Важливим уроком тут виступає те, що ми тільки-тільки приступили до вивчення нанотехнологій, які давно використовуються в живій природі. Тепер потрібно навчитися робити продукти, які доповнюють живий світ, а не пошкоджують його.

Вони можуть бути у вашій їжі та інших продуктах
Їжа
Їжа – це зона, яку багато людей свідомо залишають неприступною для нанотехнологій. Багато людей спеціально платять за те, щоб м’ясо, яке вони їдять, паслося на альпійських луках і дихало тільки чистим повітрям. Тому не дивно, що їх дратує думка про те, що вони буду їсти їжу, створену за участю якихось штучних мікрочастинок. Але перш, ніж ви почнете хвилюватися, давайте подивимося на практичне застосування нанотехнологій у харчовій промисловості.

Упаковка і зберігання. Нанотехнологічние упаковки дозволять вам зберігати їжу довше, створюючи герметично ущільнені стінки, або взагалі вбивають шкідливі бактерії, які посягають на ваш обід. Подивіться навколо. На ринку повно холодильників, що використовують покриття з наночастинок срібла, яке вбиває бактерії, та й багаторазові контейнери теж не гребують використовувати цей прийом.

Колір, запах і смак. Уявіть, що смак, запах і колір їжі можна буде змінити на молекулярному рівні. Це дозволить створювати неймовірно корисну їжу в приємній оболонці (уявіть, що їжа з Макдональдса буде корисніше вівсянки). Тим не менш, скептики навіть і чути не хочуть про те, що їжа буде модифікуватися штучним шляхом. А дарма.

Поліпшення препаратів. Візьмемо, наприклад, діабетиків. Нанотрубки в один прекрасний день можна буде вколоти всього один раз, а наночастинки самостійно будуть стежити за рівнем цукру в крові, видаючи порцію інсуліну, коли потрібно. Поки медицина не дійшла до таких висот, але в один прекрасний день, тільки уявіть, тільки один укол стабілізує стан хронічних хворих, від ВІЛ-інфікованих до людей з мігренню.

Зрештою, згадайте цих чудових бактерій на дисплеї вашого смартфона. Хотіли б не обніматися з ними, а позбутися від них? Адже цими ж пальцями ви берете печиво і відправляєте в рот. Разом з живністю. Брр.

З тієї ж опери

5 Коментарів

  1. Lida
    Лютий 14, 2013

    Досить сумнівно висвітлювати нанотехнології лише з позитивного боку. На мій погляд, розум людства (на даному етапі свого розвитку) ще неготовий осягнути всебічність таких мікроскопічних досягнень, так само як і надзвичайно масштабниХ!

  2. Іван
    Березень 02, 2013

    Також думаю що майбутне однозначно буде за нанотехнологіями!!! Вже зараз є випадки їх впровадження і проводяться численні досліди!!! Наіть бачив трохи давніше передачу де пророкують з нанотехнологіями створити штучне життя… Такі прогнози навіть дещо лякають зважаючи особливо темпи з якими росте розвиток технологій!!!

  3. Виктоирия
    Березень 20, 2013

    Очень интересная информация, но мне кажется, что пока люди не научатся решать вопросы мирным путем, то давать им в руки такие знания и технологии опасно. А с другой стороны медицына нуждается в таких разработках, к сожалению болезни с годами только совершенствуются.

  4. Таміла
    Квітень 12, 2013

    Дуже цікава стаття. Я такого і не знала.

  5. Денис
    Червень 20, 2013

    Прочитав,менi самому цiкаво

Прокоментувати