You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

Невидимые границы: нанонаука

Невидимые границы: нанонаука

Автор статьи_

Алёна Загребельная | Исследователь и энтузиаст нанотехнологий, инженер кафедры «Химия» ДГТУ

Выпуск_

№3 | 26/03/2020


Человеческие мечты и воображение часто порождают новую науку и технику. Нанотехнология, рубеж 21-го века, родилась из таких мечтаний.

Представьте себе монитор компьютера толщиной с бумажный лист. Бумагу, которая не горит и не промокает. Или одежду, которая не пачкается. То не фантастика – все это можно сделать с помощью нанотехнологий. Нанотехнология определяется как понимание и управление материей в измерениях от 1 до 100 нм, где уникальные явления дают возможность для новых применений. Хотя воздействие наночастиц на человека происходило на протяжении всей человеческой истории, оно резко возросло во время промышленной революции. 

Концепция ‘нанометра’ была впервые предложена Ричардом Зигмонди, лауреатом Нобелевской премии по химии 1925 года. Он ввел термин нанометр для характеристики размера частиц и был первым, кто измерил размер частиц,таких как золотые коллоиды, с помощью микроскопа.

В течение примерно полувека нанотехнологии стали основой для выдающихся промышленных применений. Например, в фармацевтических сообществах нанотехнологии оказали глубокое влияние на медицинские устройства, такие как диагностические биосенсоры, системы доставки лекарств и визуализирующие зонды. В пищевой и косметической промышленности резко возросло использование наноматериалов для улучшения производства, упаковки, срока годности и биодоступности. Наночастицы квантовых точек оксида цинка проявляют антимикробную активность в отношении пищевых бактерий,а наночастицы в настоящее время используются в качестве пищевых датчиков для определения качества и безопасности пищевых продуктов.




Сегодня нанотехнологии влияют на человеческую жизнь каждый день. Эти очень маленькие структуры чрезвычайно интересны по многим причинам. Во-первых, многие их свойства мистифицируют нас. Как работает жгутиковый мотор кишечной палочки? Как электроны движутся через металлоорганические нанопроволоки? Во-вторых, их сложно сделать. Молекулы легко синтезируются в больших количествах и могут быть тщательно охарактеризованы.

Ученые добились очень интересных результатов, исследуя лечение рака с помощью наночастиц золота. Эти частицы доставляются в клетки опухоли, затем их облучают инфракрасным лазером, который нагревает золото и тем самым уничтожает раковые клетки.

Мы сами состоим из устройств, которые прекрасно научились работать с нанообъектами. Эти устройства — клетки-кирпичики, из которых состоит организм человека. Клетка всю свою жизнь работает с нанообъектами, собирая из различных атомов молекулы сложных веществ. Собрав эти молекулы, клетка размещает их в различных своих частях — ядре, в цитоплазме, в мембране. Мы стоим на пороге овладения технологиями, которыми уже владеет каждая клетка человека.

На наноуровне видна ценность каждого элемента. По аналогии с социумом — нас миллиарды человек на земле, но каждый имеет свое значение, каждый может менять суть вещей.

Нанотехнологии — это не отрасль или дисциплина, они используются практически везде: в микроэлектронике, медицине, энергетике, оптике, материалах и др. Количество областей применения с каждым годом будет только увеличиваться: качественные изменения происходят именно на наноуровне. Поэтому, изучая нанотехнологии прямо сегодня, вы учитесь мыслить и создавать что-то новое для того, что будет реальностью уже завтра.

При помощи нанотехнологий мы можем создавать материалы с уникальными свойствами — химическими (что может, например, привести к появлению принципиально более эффективных сенсоров или новых умных тканей), физическими (что приведет к появлению новых топливных элементов или к прорывам в микроэлектронике) и др.


Поделиться_

Донской государственный технический университет,
Площадь Гагарина, 1.
Ростов-на-Дону,
344000, Россия