nanoteknologi

Teknologi

2022

Kami menjelaskan apa itu nanoteknologi, untuk apa dan contohnya. Selain itu, aplikasinya di bidang kedokteran, bioteknologi dan bidang lainnya.

Nanoteknologi menciptakan "mesin" yang bekerja pada tingkat molekuler.

Apa itu nanoteknologi?

Secara garis besar, nanoteknologi adalah manipulasi dan pembuatan material dan artefak pada tingkat tertentu skala atom atau molekul, yaitu nanometrik. Ini adalah bidang yang sangat luas riset dan aplikasi masih dalam konsolidasi.

Nanoteknologi melibatkan urusan subatomik, serta pengetahuan khusus tentang disiplin ilmu ilmiah seperti kimia organik, biologi molekuler, semikonduktor, mikrofabrikasi, dan Sains permukaan antara lain.

Sederhananya, nanoteknologi dimulai dari ide membangun mesin mikroskopis untuk menghasilkan material baru dengan konfigurasi molekul yang unik dan khusus.

Namun, sifat dari banyak "mesin" ini tidak serupa dengan yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari, tetapi mungkin terdiri dari virus Secara genetik "diprogram ulang" dan sarana bioteknologi lainnya. Akibatnya, ini teknologi itu adalah sumber kemungkinan yang tak terbatas dan, tentu saja, bahaya.

Selain itu, melalui nanoteknologi, bahan nano telah dibangun, yang merupakan elemen yang tidak ada di alam dan sifat yang luar biasa. Mereka dibuat dari modifikasi molekul dari bahan-bahan yang ada.

Dengan demikian, bidang penelitian raksasa telah dibuka dengan aplikasi yang hampir tak terbatas, yang masih dalam definisi dan percobaan. Nanoteknologi berjanji untuk membawa serta revolusi industri dan ilmiah-teknologi baru.

Sejarah nanoteknologi

Pada tahun 1959, kemungkinan nanoteknologi dan nanosains dibahas untuk pertama kalinya. Yang pertama mengacu pada mereka adalah pemenang Hadiah Nobel dalam Fisika, Richard Feynman dari Amerika (1918-1988), selama pidatonya di Caltech (California, AS), di mana ia berteori tentang sintesis dengan manipulasi langsung dari atom.

Namun, istilah "nanoteknologi" diciptakan pada tahun 1974 oleh Jepang Norio Taniguchi (1912-1999). Sejak itu, banyak yang bermimpi atau berteori tentang kemungkinan jenis mesin dan bahan canggih ini.

Misalnya, insinyur Amerika Kim Eric Drexler (1955-) berpartisipasi dalam mempopulerkan istilah dan jenis penelitian ini, yang sebagian besar bertanggung jawab atas awal formal bidang studi nanoteknologi pada 1980-an. waktu di mikroskopi dan penemuan fullerene pada tahun 1985.

Dari tahun 2000 nanomaterial mulai digunakan secara industri. Sebagai tanggapan pemerintah dunia mulai berinvestasi dalam jumlah besar dalam penelitian dan pengembangan nanoteknologi.

Aplikasinya pada bidang biokimia, obat-obatan dan rekayasa genetika mereka menjadi jelas tak lama kemudian. Hari ini itu adalah salah satu bidang ilmiah dengan validitas dan permintaan terbesar bahkan di negara-negara yang disebut Dunia Ketiga.

Untuk apa nanoteknologi?

Dalam istilah dasar, nanoteknologi adalah jenis rekayasa material pada skala atom atau molekul. Itu berarti memungkinkan Anda untuk memanipulasi materi dalam skala yang sangat kecil, antara 1 dan 100 nanometer, yaitu seukuran molekul DNA (2 nm) dan a bakteri dari genus Mycoplasma (200 nm).

Oleh karena itu, manfaat nanoteknologi hampir tidak terbatas: dari campur tangan komposisi kimia dari makhluk hidup, sehingga memungkinkan untuk memodifikasi DNA dari makhluk hidup mikroskopis dan "memprogram" mereka untuk melakukan tugas biokimia tertentu, hingga pembuatan bahan baru dengan sifat unik, yang disebut bahan nano.

Aplikasi Nanoteknologi

Nanoteknologi menghasilkan pestisida atau pupuk yang berkolaborasi dengan pertanian.

Beberapa aplikasi nanoteknologi saat ini berkaitan dengan:

  • Industri tekstil. Penciptaan kain cerdas, mampu perilaku yang diprogram sebelumnya dalam chip atau instrumen elektronik lainnya, sehingga mampu membersihkan diri, anti noda atau mampu mengubah pewarnaan dan dari suhu.
  • Desain pertanian. Elaborasi dari pestisida, pestisida dan pupuk dengan biokimia terkontrol yang memungkinkan peningkatan tanah, serta nanosensor untuk mendeteksi air tanah, konsentrasi nutrisi, dll.
  • Dukungan untuk ternak. Pembuatan melalui nanopartikel vaksin dan obat-obatan untuk menjaga Kesehatan ternak, atau nanosensor yang mampu memperingatkan adanya penyakit, parasit, dll.
  • Industri makanan. Di area ini, sensor makanan dikembangkan, yaitu elemen yang dapat memverifikasi kelangsungan hidup makanan, hingga kemasan nano untuk itu, yang dirancang khusus untuk memperlambat proses alami penguraian makanan.
  • Nanofarmasi. Ini adalah generasi pertama dari produk Produk farmakologi yang dirancang dengan sistem nano, mampu mendistribusikan senyawa aktif obat secara efisien dan spesifik, memperoleh hasil yang lebih baik dan lebih cepat serta meminimalkan kerusakan kolateral.

Di sisi lain, industri membayangkan sebagai bidang penelitian masa depan sebagai berikut:

  • nanoinformatika. Desain sistem komputerisasi dengan kekuatan dan kecepatan luar biasa melalui sistem nano.
  • Nanotermologi. Penerapan mesin nano untuk mengatur suhu lokal secara efisien dan cepat.
  • energi nano. Bahwa mereka bisa menjadi efisien, aman dan rendah dampak lingkungan, sebagai solusi atas krisis energi yang mengawali abad XXI.
  • Solusi lingkungan. Sebagai sistem nanoteknologi untuk pembuangan limbah berbahaya atau pembuangan sampah.

Contoh Nanoteknologi

Beberapa contoh aplikasi nanoteknologi saat ini untuk masalah manusia adalah sebagai berikut:

  • silikon hitam bakterisida. Ilmuwan Australia dan Spanyol mengumumkan pembuatan bahan yang dikenal sebagai "silikon hitam", yang komposisi molekulnya mencegah, tanpa memerlukan produk tambahan, proliferasi berbagai jenis bakteri gram positif dan gram negatif, selain mengurangi efektivitas jenis endospora tertentu.
  • Bedah nano menggunakan robot. Laboratorium Swiss ETH Zürich sedang bersiap untuk menguji robot mikro pertama yang dipandu secara magnetis, yang dikenal sebagai OctoMag, yang diharapkan dapat melakukan bedah mikro tanpa membuka pasien, cukup dengan menyuntikkannya ke dalam tubuh melalui jarum kecil. Model pompa mikro serupa juga telah diuji di AS, melepaskan obat ke mata saat dibutuhkan.

Nanoteknologi dalam kedokteran

Nanovaksin dapat membantu sistem kekebalan tubuh melawan penyakit.

Janji-janji nanoteknologi untuk kemajuan kedokteran sangat mengejutkan. Di atas kami memberikan beberapa contoh tentang ini, tetapi masih banyak yang harus ditemukan, seperti:

  • Perawatan nano untuk penyakit yang tidak dapat disembuhkan. Solusi nanoteknologi untuk kanker, HIV/AIDS atau penyakit Alzheimer bisa datang dari tangan robot biokimia yang disuntikkan ke dalam tubuh manusia.
  • Nanoteknologi memperlambat penuaan. Suatu hari kita bisa, melalui nanopartikel, memerangi penuaan pada tingkat molekuler dan memperpanjang umur kita lebih jauh, menunda kepikunan.
  • Vaksin nano. Sistem perlindungan terhadap penyakit berdasarkan pengenalan sistem nano ke tubuh, yang akan membantu membantu sistem imun dalam memerangi semua jenis penyakit baru.
  • Pemrograman ulang genetik. Dengan menggunakan robot nano, dimungkinkan untuk memodifikasi DNA kita dan secara bertahap menghilangkan gen yang membawa penyakit bawaan, defisiensi, dan penyakit lainnya. Ini akan meningkatkan kualitas hidup dari spesies pada umumnya. Ini, tentu saja, juga memerlukan pemikiran ulang tentang hukum moral sains sampai tingkat tertentu.

Nanoteknologi dan bioteknologi

Bioteknologi adalah penerapan solusi teknologi untuk masalah biologis di alam. Dibutuhkan tingkat yang sama sekali baru berkat pengenalan nanosains.

Kemungkinan memprogram atau memprogram ulang makhluk hidup melalui intervensi nanoteknologi DNA dapat memungkinkan kita untuk menjalani kehidupan menuju jalan yang lebih nyaman. Namun, kombinasi bioteknologi dan nanoteknologi akan melibatkan risiko etis dan biologis yang signifikan.

Umat ​​manusia tahu betul apa yang terjadi ketika mencoba untuk bermain Tuhan. Misalnya, produksi lebih banyak sapi perah dan dengan lebih banyak daging, tanaman yang tahan terhadap hama, dll., harus selalu berjalan seiring dengan refleksi tempat kita dalam tatanan alam dunia.

!-- GDPR -->