นาโนเทคโนโลยีในชีวิตประจำวัน "นาโนเทคโนโลยีในโลกสมัยใหม่". อนุภาคนาโนเงินเป็นพิษต่อแบคทีเรีย

บทนำ 3

1. การเกิดขึ้นและการพัฒนาของนาโนศาสตร์ 4

2. วัตถุนาโนธรรมชาติและนาโนเอฟเฟกต์ 6

3. บทบัญญัติพื้นฐาน 9

3.1 การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์โพรบ -

3.2 การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์อุโมงค์ -

4. วัสดุนาโน 11

4.1 ฟูลเลอรีน -

4.2 ฟูลเลอร์ไรต์ -

4.3 ท่อนาโนคาร์บอน -

4.4 วัสดุสำหรับงานหนัก 12

4.5 วัสดุนำไฟฟ้าสูง -

4.6 นาโนคลัสเตอร์ -

4.7 กราฟีน 13

5. นาโนเทคโนโลยีประยุกต์ 14

5.1 นาโนเทคโนโลยีที่เพิ่มขึ้น -

5.2 นาโนเทคโนโลยีวิวัฒนาการ 17

5.3 นาโนเทคโนโลยีหัวรุนแรง -

6. อนาคตสำหรับการพัฒนานาโนศาสตร์ 18

7. คำติชมของนาโนเทคโนโลยี 19

สรุป 20

อ้างอิง 21

บทนำ

ตามพจนานุกรมสารานุกรม เทคโนโลยีคือชุดของวิธีการแปรรูป การผลิต การเปลี่ยนสถานะ คุณสมบัติ รูปแบบของวัตถุดิบ วัสดุหรือผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่ดำเนินการในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์

ลักษณะเฉพาะของนาโนเทคโนโลยีอยู่ที่กระบวนการที่อยู่ระหว่างการพิจารณาและการดำเนินการที่เกิดขึ้นในช่วงนาโนเมตรของมิติเชิงพื้นที่ "วัตถุดิบ" คืออะตอม โมเลกุล ระบบโมเลกุล และไม่ใช่ปริมาตรของวัสดุในระดับไมครอนหรือขนาดมหภาค ซึ่งเป็นธรรมเนียมปฏิบัติในเทคโนโลยีแบบดั้งเดิม ซึ่งประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุลอย่างน้อยหลายพันล้านตัว แตกต่างจากเทคโนโลยีแบบดั้งเดิม นาโนเทคโนโลยีมีลักษณะเฉพาะโดยวิธีการแบบ "รายบุคคล" ซึ่งการควบคุมภายนอกเข้าถึงอะตอมและโมเลกุลแต่ละตัว ซึ่งทำให้สามารถสร้างวัสดุที่ "ปราศจากข้อบกพร่อง" ที่มีคุณสมบัติทางเคมีกายภาพและชีวภาพพื้นฐานใหม่ และคลาสใหม่จากสิ่งเหล่านี้ได้ ของอุปกรณ์ที่มีขนาดนาโนเมตรที่มีลักษณะเฉพาะ แนวคิดของ "นาโนเทคโนโลยี" ยังไม่เป็นที่ยอมรับ เห็นได้ชัดว่าสามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดการทำงานต่อไปนี้ได้

นาโนเทคโนโลยีเป็นสาขาวิชาสหวิทยาการที่มีการศึกษากฎของกระบวนการทางกายภาพและเคมีในพื้นที่เชิงพื้นที่ขนาดนาโนเมตรเพื่อควบคุมอะตอม โมเลกุล ระบบโมเลกุล ในการสร้างโมเลกุลใหม่ โครงสร้างนาโน อุปกรณ์นาโน และวัสดุที่มีฟิสิกส์พิเศษ , คุณสมบัติทางเคมีและชีวภาพ

การวิเคราะห์สถานะปัจจุบันของภูมิภาคที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วช่วยให้เราแยกแยะประเด็นที่สำคัญที่สุดจำนวนหนึ่งได้

การออกแบบระดับโมเลกุล การผ่าโมเลกุลที่มีอยู่และการสังเคราะห์โมเลกุลใหม่ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างมาก

วัสดุศาสตร์. การสร้างวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง "ปราศจากข้อบกพร่อง" วัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง

เครื่องมือวัด การสร้างกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดในอุโมงค์, กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม, กล้องจุลทรรศน์แรงแม่เหล็ก, ระบบหลายจุดสำหรับการออกแบบระดับโมเลกุล, เซนเซอร์ที่มีความไวสูงขนาดเล็ก, หุ่นยนต์นาโน

อิเล็กทรอนิกส์. การออกแบบฐานองค์ประกอบนาโนเมตรสำหรับคอมพิวเตอร์รุ่นต่อไป สายไฟนาโน ทรานซิสเตอร์ วงจรเรียงกระแส จอแสดงผล ระบบเสียง

เลนส์ การสร้างนาโนเลเซอร์ การสังเคราะห์ระบบหลายจุดด้วยนาโนเลเซอร์

ตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกัน การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยโครงสร้างนาโนสำหรับคลาสของปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาแบบคัดเลือก

ยา. การออกแบบเครื่องมือนาโนสำหรับการทำลายไวรัส, "การซ่อมแซม" อวัยวะในท้องถิ่น, การส่งยาที่มีความแม่นยำสูงไปยังสถานที่เฉพาะในสิ่งมีชีวิต

ไตรโบโลยี การกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างนาโนของวัสดุและแรงเสียดทานและการใช้ความรู้นี้ในการผลิตคู่แรงเสียดทานที่มีแนวโน้ม

ควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ เครื่องเร่งอนุภาคนาโน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ไม่ใช่ทางสถิติ

1. การเกิดขึ้นและการพัฒนาของนาโนศาสตร์

หลายๆ แหล่ง ซึ่งโดยหลักแล้วที่พูดภาษาอังกฤษ ได้เชื่อมโยงการกล่าวถึงวิธีการดังกล่าวในครั้งแรก ซึ่งต่อมาจะเรียกว่านาโนเทคโนโลยี กับคำพูดที่มีชื่อเสียงของ Richard Feynman "ที่นั่นมีพื้นที่เหลือเฟือ" (ภาษาอังกฤษ "Plenty of Room at the Bottom") ซึ่งทำโดยเขาในปี 2502 ในสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในการประชุมประจำปีของสมาคมกายภาพแห่งอเมริกา Richard Feynman เสนอว่าเป็นไปได้ที่จะเคลื่อนย้ายอะตอมเดี่ยวโดยใช้กลไกขับเคลื่อนที่มีขนาดเหมาะสม อย่างน้อยกระบวนการดังกล่าวจะไม่ขัดแย้งกับกฎทางกายภาพที่รู้จักในปัจจุบัน

เขาแนะนำให้ทำหุ่นยนต์นี้ด้วยวิธีต่อไปนี้ จำเป็นต้องสร้างกลไกที่จะสร้างสำเนาของตัวเองขึ้นมา โดยมีลำดับความสำคัญน้อยกว่าเท่านั้น กลไกที่เล็กกว่าที่สร้างขึ้นจะต้องสร้างสำเนาของตัวเองอีกครั้ง ลำดับของขนาดที่เล็กกว่านั้นอีกครั้ง และอื่นๆ จนกว่าขนาดของกลไกจะสมมูลกับขนาดของอะตอมหนึ่ง ในกรณีนี้ จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของกลไกนี้ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่กระทำในโลกมาโครจะส่งอิทธิพลน้อยลงเรื่อยๆ และแรงของปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลและแรงแวนเดอร์วาลส์จะส่งผลมากขึ้นเรื่อยๆ การทำงานของกลไก ขั้นตอนสุดท้าย - กลไกผลลัพธ์จะรวบรวมสำเนาจากอะตอมแต่ละตัว โดยหลักการแล้วจำนวนสำเนาดังกล่าวไม่ จำกัด จะสามารถสร้างหมายเลขตามอำเภอใจของเครื่องดังกล่าวได้ในเวลาอันสั้น เครื่องจักรเหล่านี้จะสามารถประกอบสิ่งของมาโครในลักษณะเดียวกันโดยการประกอบอะตอม สิ่งนี้จะทำให้สิ่งต่าง ๆ มีราคาถูกลง - หุ่นยนต์ดังกล่าว (นาโนโรบ็อต) จะต้องได้รับโมเลกุลและพลังงานตามจำนวนที่ต้องการเท่านั้น และเขียนโปรแกรมเพื่อประกอบสิ่งของที่จำเป็น จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีใครสามารถหักล้างความเป็นไปได้นี้ได้ แต่ยังไม่มีใครประสบความสำเร็จในการสร้างกลไกดังกล่าว นี่คือวิธีที่ R. Feynman บรรยายถึงผู้ถูกกล่าวหาว่าเป็นผู้บิดเบือน:

“ฉันกำลังคิดที่จะสร้างระบบควบคุมด้วยไฟฟ้าซึ่งใช้ 'หุ่นยนต์บริการ' ที่ผลิตขึ้นตามอัตภาพในรูปแบบของสำเนา 'มือ' ของผู้ปฏิบัติงานที่มีขนาดเล็กลงสี่เท่า กลไกไมโครดังกล่าวจะสามารถดำเนินการได้อย่างง่ายดายในขนาดที่ลดลง ฉันกำลังพูดถึงหุ่นยนต์ตัวเล็กที่ติดตั้งเซอร์โวมอเตอร์และ "มือ" เล็กๆ ที่สามารถขันน็อตและน็อตที่มีขนาดเล็กเท่าๆ กัน เจาะรูขนาดเล็กมาก ฯลฯ กล่าวโดยย่อ พวกเขาสามารถทำงานทั้งหมดในระดับ 1: 4 ได้ ในการทำเช่นนี้ ก่อนอื่นคุณต้องสร้างกลไก เครื่องมือ และแขนกลที่จำเป็นในหนึ่งในสี่ของขนาดปกติ (อันที่จริง เป็นที่ชัดเจนว่านี่หมายถึงการลดพื้นผิวสัมผัสทั้งหมดลง 16 เท่า) ในขั้นตอนสุดท้าย อุปกรณ์เหล่านี้จะติดตั้งเซอร์โวมอเตอร์ (ลดกำลังไฟฟ้าลง 16 เท่า) และเชื่อมต่อกับระบบควบคุมไฟฟ้าแบบเดิม หลังจากนั้นจะสามารถใช้แขนกลได้ ลดลง 16 เท่า! ขอบเขตของการประยุกต์ใช้ไมโครโรบอทดังกล่าว เช่นเดียวกับไมโครแมชชีน สามารถมีได้ค่อนข้างกว้าง ตั้งแต่การผ่าตัดไปจนถึงการขนส่งและการแปรรูปวัสดุกัมมันตภาพรังสี ฉันหวังว่าหลักการของโปรแกรมที่เสนอรวมถึงปัญหาที่ไม่คาดคิดและโอกาสที่ยอดเยี่ยมที่เกี่ยวข้องจะเข้าใจ ยิ่งไปกว่านั้น เราสามารถคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการลดขนาดลงอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งแน่นอนว่าจะต้องมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและการปรับเปลี่ยนเพิ่มเติม (อย่างไรก็ตาม ในบางขั้นตอน อาจจำเป็นต้องละทิ้ง "มือ" ของ แบบปกติ) แต่จะทำให้สามารถผลิตอุปกรณ์ใหม่ที่ทันสมัยกว่าในประเภทที่อธิบายไว้ได้ ไม่มีสิ่งใดขัดขวางไม่ให้คุณดำเนินการตามขั้นตอนนี้ต่อไป และสร้างเครื่องจักรขนาดเล็กได้มากเท่าที่คุณต้องการ เนื่องจากไม่มีข้อจำกัดที่เกี่ยวข้องกับการจัดวางเครื่องจักรหรือการใช้วัสดุ ปริมาณของพวกเขาจะน้อยกว่าปริมาณของต้นแบบเสมอ คำนวณได้ง่ายว่าปริมาณรวมของเครื่องมือกล 1 ล้านชิ้นลดลง 4,000 เท่า (และด้วยเหตุนี้มวลของวัสดุที่ใช้ในการผลิต) จะน้อยกว่า 2% ของปริมาตรและมวลของเครื่องจักรทั่วไปที่มีขนาดปกติ เป็นที่ชัดเจนว่าสิ่งนี้ช่วยขจัดปัญหาต้นทุนวัสดุได้ทันที โดยหลักการแล้ว เป็นไปได้ที่จะจัดระเบียบโรงงานขนาดเล็กที่เหมือนกันหลายล้านแห่ง โดยเครื่องจักรขนาดเล็กจะทำการเจาะรู ชิ้นส่วนตราประทับ ฯลฯ อย่างต่อเนื่อง เมื่อเราลดขนาดลง เราจะพบกับปรากฏการณ์ทางกายภาพที่ผิดปกติอย่างมากอย่างต่อเนื่อง ทุกสิ่งที่คุณต้องเผชิญในชีวิตขึ้นอยู่กับปัจจัยขนาดใหญ่ นอกจากนี้ยังมีปัญหาเรื่องวัสดุที่ "เกาะติดกัน" ภายใต้การกระทำของแรงระหว่างโมเลกุล (หรือที่เรียกว่าแรง Van der Waals) ซึ่งอาจนำไปสู่ผลกระทบที่ไม่ปกติสำหรับตาชั่งขนาดมหภาค ตัวอย่างเช่น น็อตจะไม่แยกออกจากสลักเกลียวหลังจากคลาย และในบางกรณีจะยึดติดกับพื้นผิวอย่างแน่นหนา ฯลฯ มีปัญหาทางกายภาพหลายประการที่ต้องคำนึงถึงเมื่อออกแบบและสร้างกลไกด้วยกล้องจุลทรรศน์ "

ในระหว่างการศึกษาทางทฤษฎีของความเป็นไปได้นี้ สถานการณ์วันโลกาวินาศสมมุติปรากฏขึ้น ซึ่งแนะนำว่าหุ่นยนต์นาโนจะดูดซับชีวมวลทั้งหมดของโลก โดยดำเนินโปรแกรมการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง (ที่เรียกว่า "เมือกสีเทา" หรือ "เมือกสีเทา") .

สมมติฐานแรกเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการศึกษาวัตถุในระดับอะตอมมีอยู่ในหนังสือ "Opticks" โดย Isaac Newton ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1704 ในหนังสือเล่มนี้ นิวตันแสดงความหวังว่าสักวันหนึ่งกล้องจุลทรรศน์แห่งอนาคตจะสามารถสำรวจ "ความลึกลับของเม็ดโลหิต" ได้

เป็นครั้งแรกที่ใช้คำว่า "นาโนเทคโนโลยี" โดย Norio Taniguchi ในปี 1974 เขาเรียกคำนี้ว่าการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดหลายนาโนเมตร ในช่วงปี 1980 Eric K. Drexler ใช้คำนี้ในหนังสือของเขา: Machines of Creation: The Era of Nanotechnology is Coming หัวใจสำคัญของการวิจัยคือการคำนวณทางคณิตศาสตร์ ซึ่งช่วยวิเคราะห์การทำงานของอุปกรณ์ที่มีขนาดหลายนาโนเมตรได้

2. นาโนออบเจกต์ธรรมชาติและนาโนเอฟเฟค

ธรรมชาติของศิลปินผู้ยิ่งใหญ่รู้ได้อย่างไร

และด้วยเงินเพียงเล็กน้อย

บรรลุผลที่ดี
(G. Heine กวีชาวเยอรมัน นักประชาสัมพันธ์ นักวิจารณ์)

โลกรอบตัวเราเต็มไปด้วยวัตถุนาโนชีวภาพและนาโนเอฟเฟคที่หลากหลาย ซึ่งเป็นแก่นแท้ระดับนาโนที่บางครั้งเราไม่ได้นึกถึง ตัวอย่างเช่น หากวัดขนาดของแบคทีเรียเป็นไมโครมิเตอร์ ไวรัสส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วง 10 ถึง 200 นาโนเมตร ดังนั้นไวรัสไข้หวัดใหญ่ H3 N2 ซึ่งทำให้เกิดโรคระบาดในปี 2500 ซึ่งส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต 1 ถึง 4 ล้านคนจึงเป็นทรงกลมที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 80 ถึง 120 นาโนเมตร

ไวรัสเป็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่มีเอกลักษณ์เฉพาะของนาโนไบโอเทคโนโลยี แก่นของไวรัสประกอบด้วยสายไรโบนิวคลีโอโปรตีนเชิงลบ (RNP) หนึ่งสายในแปดส่วนที่เข้ารหัสโปรตีนของไวรัสสิบชนิด แฟรกเมนต์ของ RNP มีเปลือกโปรตีนทั่วไปที่รวมพวกมันเข้าด้วยกันและสร้างนิวคลีโอโปรตีน บนพื้นผิวของไวรัสมีส่วนที่ยื่นออกมา (glycoproteins) - hemagglutinin (ตั้งชื่อตามความสามารถในการจับตัวกับเซลล์เม็ดเลือดแดง) และ neuraminidase (เอนไซม์) Hemagglutinin ให้ความสามารถของไวรัสในการยึดติดกับเซลล์

ขนาดของกรดอะมิโนอยู่ที่ประมาณ 1 นาโนเมตร และตัวโปรตีนเองก็มีขนาดเฉพาะในช่วง 4-50 นาโนเมตร

วัตถุ	สาร	ขนาด นาโนเมตร
กรดอะมิโน	Glycine (กรดอะมิโนที่เล็กที่สุด)
	ทริปโตเฟน (กรดอะมิโนที่ใหญ่ที่สุด)
นิวคลีโอไทด์	Cytosine (กรดอะมิโนที่เล็กที่สุดที่พบใน DNA)
	Guanine Phosphate (กรดอะมิโนที่ใหญ่ที่สุดที่พบใน DNA)
	อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP แหล่งพลังงานของเซลล์)
โมเลกุล	คลอโรฟิลล์พืช
	อินซูลินของมนุษย์ (ฮอร์โมนโพลีเปปไทด์)
	อีลาสติน (วัสดุก่อสร้างของเซลล์)
	เฮโมโกลบิน (ตัวพาออกซิเจน)	7,0mira และ RB ……………………………… 21-30 4. การใช้งานจริง นาโนเทคโนโลยี………………………………………...31-55 4.1 นาโนเทคโนโลยี...ทิศทางการพัฒนา ทันสมัยวัสดุศาสตร์เป็นวัสดุนาโนและ นาโนเทคโนโลยี... ถึง นาโนเทคโนโลยีสามารถ... ทันสมัยแนวโน้มและทิศทางใหม่ในวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ บทคัดย่อ >> เคมี ไร้ประโยชน์ นาโนเทคโนโลยี... อนุภาคนาโนที่ใช้ในฟิล์มตรวจจับแสงช่วยสร้าง ทันสมัยต้นแบบ ... ใน ทันสมัย โลกเป็นนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์ที่มีน้ำหนักเพิ่มมากขึ้นโดยเฉพาะ นาโนเทคโนโลยี... ทั้งหมด โลก ... ทันสมัยนโยบายนวัตกรรมของรัสเซีย บทคัดย่อ >> รัฐศาสตร์ งานนี้เกี่ยวข้องกับหัวข้อ " ทันสมัยนโยบายนวัตกรรมของรัสเซีย "รัฐ ... ด้านอิเล็กทรอนิกส์และอวกาศ อย่างไรก็ตาม ใน ทันสมัย โลกความเร็วที่สต็อกนี้กำลังละลาย ... ระดับผู้นำระดับโลก บน นาโนเทคโนโลยี(และนี่คือหนึ่งใน... ทันสมัยความสัมพันธ์ทางเศรษฐกิจของสหพันธรัฐรัสเซียกับประเทศในยุโรป บทคัดย่อ >> เศรษฐศาสตร์ ความสัมพันธ์และยุโรป 3.2. ลักษณะเฉพาะ ทันสมัยความสัมพันธ์ทางเศรษฐกิจระหว่างประเทศใน ... ความสัมพันธ์ทางการเงินและการเงิน วี ทันสมัย โลกโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องคือโลกาภิวัตน์และ ... -ศูนย์การผลิตตาม นาโนเทคโนโลยี... ในทางกลับกันอย่างเห็นได้ชัด ... แนวคิดอุตสาหกรรมนาโน บทบาทของเธอใน ทันสมัยสังคม บทคัดย่อ >> เศรษฐศาสตร์ การแข่งขันของเศรษฐกิจชั้นนำ โลกในโครงการวิจัยภาคสนาม นาโนเทคโนโลยี... ตลาดรัสเซีย นาโนเทคโนโลยีอยู่บน ... ความสามารถในการแข่งขันระดับโลก วี ทันสมัยเงื่อนไขการเป็นผู้นำในการพัฒนา นาโนเทคโนโลยีจีนยังเรียกร้องอย่างแข็งขัน ...

เป็นการยากที่จะจินตนาการถึงอนาคตที่ปราศจากนาโนเทคโนโลยี การควบคุมสสารในระดับอะตอมและโมเลกุลได้ปูทางไปสู่การค้นพบที่น่าทึ่งที่สุดในด้านเคมี ชีววิทยา และการแพทย์ แต่ความเป็นไปได้ของนาโนเทคโนโลยีนั้นกว้างกว่ามากและยังไม่ได้รับการสำรวจอย่างเต็มที่

10. การทำหนัง

หากไม่ใช่เพื่อการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราด (STM) ในปี 1980 สาขาวิชานาโนเทคโนโลยีก็คงเป็นเพียงจินตนาการของนักวิทยาศาสตร์ ด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์ นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาโครงสร้างของสสารในแบบที่ไม่สามารถทำได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคอลทั่วไป ซึ่งไม่สามารถให้ความแม่นยำของอะตอมได้
นักวิจัยที่ IBM ได้แสดงให้เห็นถึงพลังอันน่าทึ่งของกล้องจุลทรรศน์แบบสแกน เมื่อพวกเขาสร้าง A Boy and His Atom ซึ่งเป็นภาพยนตร์แอนิเมชั่นที่เล็กที่สุดในโลก มันถูกสร้างขึ้นโดยการย้ายอะตอมของสสารแต่ละอะตอมไปบนพื้นผิวทองแดง เป็นเวลา 90 วินาที เด็กผู้ชายที่มีโมเลกุลคาร์บอนมอนอกไซด์สามารถเล่นกับลูกบอล เต้นรำ และกระเด้งบนแทรมโพลีน เนื้อเรื่องทั้งหมดของภาพยนตร์ประกอบด้วย 202 เฟรม เกิดขึ้นบนพื้นที่ที่มีความหนา 1/1000 ของเส้นผมมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์ย้ายอะตอมโดยใช้สไตลัสที่มีประจุไฟฟ้าและแหลมคมมาก โดยที่ส่วนปลายจะมีอะตอมหนึ่งอันเป็นปลาย สไตลัสดังกล่าวไม่เพียงแต่สามารถแยกโมเลกุลเท่านั้น แต่ยังเคลื่อนย้ายไปยังตำแหน่งและตำแหน่งที่ต้องการอีกด้วย

กว่าทศวรรษที่ผ่านมา ต้นทุนการผลิตน้ำมันทั่วโลกเพิ่มขึ้น แต่ประสิทธิภาพไม่เพิ่มขึ้น ความจริงก็คือเมื่อการผลิตน้ำมันถูกอนุรักษ์โดยบริษัทน้ำมันในบางแห่ง น้ำมันที่ผลิตก่อนหน้านี้น้อยกว่าครึ่งหนึ่งยังคงอยู่ในบาดาลของโลกเล็กน้อย แต่เงินฝากเหล่านี้เข้าถึงได้ยากและมีราคาแพง โชคดีที่นักวิทยาศาสตร์จากประเทศจีนได้คิดค้นวิธีแก้ปัญหานี้ด้วยการปรับปรุงวิธีการขุดเจาะที่มีอยู่ ความคิดริเริ่มของวิธีการนี้อยู่ที่การที่น้ำถูกสูบเข้าไปในรูพรุนของหินที่มีน้ำมัน ซึ่งผลักน้ำมันออกไปภายใต้แรงกดดัน แต่เทคนิคนี้มีปัญหาในตัวเอง เนื่องจากหลังจากถ่ายน้ำมันแล้ว น้ำที่ฉีดไปก่อนหน้านี้จะเริ่มออกมา ดังนั้น เพื่อป้องกันผลกระทบดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์ชาวจีน Peng และ Ming Yuan Li ได้เสนอแนวคิดในการผสมน้ำกับอนุภาคนาโนที่สามารถปิดรูขุมขนในหิน ทำให้น้ำสามารถเลือกทางเดินที่แคบกว่าเพื่อดันน้ำมันออก

รูปภาพบนหน้าจอคอมพิวเตอร์แสดงเป็นพิกเซล - จุดเล็กๆ จำนวนจุดดังกล่าว มากกว่าขนาดหรือรูปร่าง จะส่งผลต่อคุณภาพของภาพ หากคุณเพิ่มจำนวนพิกเซลบนจอภาพแบบเดิมก็จำเป็นต้องเพิ่มขนาดของหน้าจอโดยอัตโนมัติผู้ผลิตชั้นนำกำลังยุ่งอยู่กับการขายหน้าจอขนาดใหญ่ให้กับผู้บริโภค
นักวิจัยจาก University of Oxford ได้คิดค้นวิธีสร้างพิกเซลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายร้อยนาโนเมตรด้วยการทำความเข้าใจสัญญาของนาโนพิกเซล ในระหว่างการทดลอง เมื่อนักวิทยาศาสตร์ประกบระหว่างอิเล็กโทรดโปร่งใสหลายชั้น โดยแต่ละชั้นมีขนาด 300 x 300 นาโนเมตร ของวัสดุ GST เป็นพิกเซล พวกเขาได้ภาพคุณภาพสูงและคอนทราสต์สูง นาโนพิกเซลเนื่องจากขนาดที่เล็ก จะใช้งานได้จริงมากกว่าพิกเซลแบบเดิม และสามารถเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีด้านการมองเห็นได้ เช่น แว่นตาอัจฉริยะ เรตินาเทียม และหน้าจอพับ นอกจากนี้ นาโนเทคโนโลยีไม่ได้ใช้พลังงานมาก เนื่องจากสามารถอัปเดตเพียงบางส่วนของหน้าจอเพื่อส่งภาพ ซึ่งใช้พลังงานน้อยกว่า

การทดลองกับอนุภาคนาโนทองคำ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียสังเกตเห็นว่าเมื่อยืดหรือบีบ สีของด้ายสีทองจะเปลี่ยนจากสีน้ำเงินสดใสเป็นสีม่วงและสีแดงอย่างน่าทึ่ง พวกเขาเกิดความคิดที่จะสร้างเซ็นเซอร์พิเศษที่ทำจากอนุภาคนาโนทองคำเพื่อระบุกระบวนการบางอย่างที่จะส่งผลต่ออนุภาคไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ตัวอย่างเช่น หากคุณติดตั้งเซ็นเซอร์ดังกล่าวบนเฟอร์นิเจอร์ จะสามารถระบุได้ว่าบุคคลนั้นกำลังนั่งหรือนอนหลับอยู่
ในการสร้างเซ็นเซอร์ดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์ได้เพิ่มอนุภาคนาโนทองคำลงในฟิล์มพลาสติก ทันทีที่ฟิล์มถูกเปิดออก มันก็ยืดออก และอนุภาคนาโนสีทองก็เปลี่ยนสี เมื่อกดเบา ๆ เซ็นเซอร์จะเปลี่ยนเป็นสีม่วง และเมื่อกดแรง ๆ เซ็นเซอร์จะเปลี่ยนเป็นสีแดง ตัวอย่างเช่น อนุภาคเงินสามารถเปลี่ยนสีได้ แต่เป็นสีเหลือง เซ็นเซอร์ดังกล่าวแม้จะใช้โลหะมีค่า แต่ก็ไม่แพง เนื่องจากขนาดของเซ็นเซอร์นั้นน้อยมาก

6. ชาร์จโทรศัพท์ของคุณ

ไม่ว่าโทรศัพท์หรือสมาร์ทโฟนรุ่นใดหรือยี่ห้อใด iPhone หรือ Samsung แต่ละรุ่นมีข้อเสียอย่างมาก - อายุการใช้งานแบตเตอรี่และเวลาในการชาร์จ นักวิทยาศาสตร์ชาวอิสราเอลสามารถสร้างแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ยาวนาน 30 วินาที ต้องขอบคุณการค้นพบด้านการแพทย์ ความจริงก็คือในขณะที่ศึกษาโรคอัลไซเมอร์ที่มหาวิทยาลัยเทลอาวีฟ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบความสามารถของโมเลกุลเปปไทด์ที่ก่อให้เกิดโรคสะสมประจุไฟฟ้า StoreDot มีความสนใจในการค้นพบครั้งนี้ เนื่องจากได้ทำงานในด้านการใช้งานจริงของนาโนเทคโนโลยีมาอย่างยาวนาน และนักวิจัยได้พัฒนาเทคโนโลยี NanoDots เพื่อยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของสมาร์ทโฟนให้มีประสิทธิภาพและยาวนานขึ้น ในระหว่างการสาธิตที่งาน ThinkNext Achievements Showcase ของ Microsoft แบตเตอรี่โทรศัพท์ Samsung Galaxy S3 ถูกชาร์จจาก 0 ถึง 100% ในเวลาน้อยกว่าหนึ่งนาที

5. การนำส่งยาอัจฉริยะ

บริษัทด้านการแพทย์บางแห่งที่ตระหนักถึงภัยคุกคามของการแพร่กระจายของโรค เช่น มะเร็ง ซึ่งการรักษาซึ่งมักจะไม่ได้ผลและไม่เหมาะสม ได้เริ่มค้นคว้าวิธีที่ถูกและมีประสิทธิภาพเพื่อต่อสู้กับโรคเหล่านี้ บริษัทหนึ่งดังกล่าวคือ Immusoft สนใจที่จะพัฒนาวิธีการนำส่งยาเข้าสู่ร่างกาย วิธีการปฏิวัติของพวกเขาขึ้นอยู่กับหลักการที่ร่างกายมนุษย์ใช้ ระบบภูมิคุ้มกันเขาสามารถพัฒนายาที่ต้องการได้ด้วยตัวเอง ซึ่งช่วยประหยัดเงินในการผลิตและบำบัดยาได้หลายพันล้านดอลลาร์โดยบริษัทยา ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์จะถูก "โปรแกรมใหม่" ที่ระดับข้อมูลทางพันธุกรรมโดยใช้แคปซูลขนาดนาโนพิเศษ ส่งผลให้เซลล์ต่างๆ สามารถผลิตยาได้เอง วิธีการนี้ได้ถูกนำเสนอในรูปแบบของการพัฒนาทางทฤษฎีเท่านั้น แม้ว่าการทดลองกับหนูจะประสบผลสำเร็จก็ตาม หากได้ผล วิธีนี้จะช่วยเร่งการฟื้นตัวและลดค่าใช้จ่ายในการรักษาโรคร้ายแรง

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นพื้นฐานของเทคโนโลยีการสื่อสารสมัยใหม่ไม่ใช่วิธีการที่เชื่อถือได้เนื่องจากแรงกระตุ้นทางแม่เหล็กไฟฟ้าใด ๆ ไม่เพียง แต่จะรบกวนการทำงานของดาวเทียมสื่อสารเท่านั้น แต่ยังปิดการใช้งานด้วย นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Warwick ประเทศอังกฤษ และมหาวิทยาลัยยอร์ก ประเทศแคนาดาได้เสนอวิธีแก้ปัญหาที่คาดไม่ถึงสำหรับปัญหานี้ การแก้ปัญหาได้รับการกระตุ้นโดยนักวิทยาศาสตร์โดยธรรมชาติ กล่าวคือ โดยวิธีที่สัตว์สื่อสารในระยะไกลโดยใช้กลิ่นที่พวกมันเข้ารหัสข้อความ นักวิทยาศาสตร์ยังพยายามเข้ารหัสโมเลกุลของแอลกอฮอล์ระเหยโดยใช้เทคโนโลยีการสื่อสารที่ปฏิวัติวงการ และส่งข้อความว่า "โอ้ แคนาดา"
ในการเข้ารหัส ส่งและรับข้อความดังกล่าว คุณต้องมีตัวส่งและตัวรับ ข้อความถูกพิมพ์บนเครื่องส่งโดยใช้ Arduino One (ไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับการเข้ารหัส) ซึ่งแปลงข้อความผ่านรหัสไบนารี่ ข้อความนี้เป็นที่รู้จักโดยสเปรย์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีแอลกอฮอล์ ซึ่งจะแทนที่ "1" ด้วยการฉีดเพียงครั้งเดียว และ "0" - เป็นช่องว่าง จากนั้นเครื่องรับเซ็นเซอร์เคมีจะหยิบแอลกอฮอล์ในอากาศและถอดรหัสเป็นข้อความ ข้อความครอบคลุมระยะทางหลายเมตรในที่โล่ง หากเทคโนโลยีได้รับการปรับปรุง บุคคลจะสามารถส่งข้อความไปยังสถานที่ที่เข้าถึงยาก เช่น อุโมงค์หรือท่อส่งก๊าซ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไร้ประโยชน์

เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาได้ก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในแง่ของความจุและความจุ ครั้งหนึ่งเมื่อ 50 ปีที่แล้ว เจมส์ มัวร์ทำนายการก้าวกระโดดเช่นนี้ กฎหมายที่เกี่ยวข้องได้รับการตั้งชื่อตามเขาด้วยซ้ำ แต่นักฟิสิกส์สมัยใหม่ชื่อ Michio Kaku ประกาศว่ากฎหมายจะหยุดทำงาน เนื่องจากพลังและความสามารถของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ไม่ตรงกับเทคโนโลยีการผลิตที่มีอยู่
นักวิทยาศาสตร์ถูกบังคับให้มองหาวิธีแก้ไขปัญหาอื่น ตัวอย่างเช่น นักวิจัยจาก RMIT University ในเมลเบิร์น นำโดย Sharata Srirama ได้เริ่มสร้างอุปกรณ์ที่จะเลียนแบบการทำงานของสมองมนุษย์ ซึ่งก็คือแผนกจัดเก็บข้อมูล บทบาทของ "สมอง" เล่นโดยนาโนฟิล์มที่ตั้งโปรแกรมทางเคมีเพื่อเก็บประจุไฟฟ้าตามหลักการ "เปิด" หรือ "ปิด" ฟิล์มที่บางกว่าเส้นผมมนุษย์ 10,000 เท่า จะเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่ปฏิวัติวงการ

2. นาโนเทคโนโลยีในการให้บริการศิลปะ

อนาคตที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีในวิทยาศาสตร์เป็นที่สนใจของสังคมมาช้านาน แต่ความเป็นไปได้นั้นยิ่งใหญ่มากจนไม่สามารถจำกัดอยู่แค่ด้านการแพทย์ ชีววิทยา และเทคโนโลยีได้ การประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีกับงานศิลปะจะนำไปสู่การเกิดขึ้นของศิลปะนาโน - การสร้างโลกเล็ก ๆ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ที่มนุษย์จะรับรู้ในลักษณะที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ศิลปะนาโนแสดงถึงความเชื่อมโยงระหว่างวิทยาศาสตร์และศิลปะ ตัวอย่างที่โดดเด่นของการเชื่อมโยงนี้คือภาพเหมือนของประธานาธิบดีสหรัฐฯ ที่เรียกว่า "นาโนบามา" ซึ่งสร้างขึ้นในปี 2008 โดยวิศวกรเครื่องกลที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน ภาพเหมือนทำจาก 150 นาโนทิวบ์ และใบหน้าของเขาน้อยกว่า 0.5 มิลลิเมตร

1. บันทึกใหม่

ชายผู้นี้ทำงานอย่างหนักเพื่อสร้างสิ่งที่ใหญ่กว่า ความเร็วที่เร็วที่สุด และความแข็งแกร่งและพละกำลังที่แข็งแกร่งที่สุด เมื่อคุณต้องการสร้างสิ่งเล็กๆ น้อยๆ คุณไม่สามารถทำได้หากไม่มีนาโนเทคโนโลยี ตัวอย่างเช่น ต้องขอบคุณนาโนเทคโนโลยีที่ทำให้หนังสือเล่มเล็กที่สุดในโลก Teeny Ted From Turnip ได้รับการตีพิมพ์ ขนาดของมันคือ 70x100 ไมโครเมตร หนังสือเล่มนี้ประกอบด้วย 30 หน้าซึ่งวางตัวอักษรของผลึกซิลิกอน ราคาของหนังสืออยู่ที่ประมาณ 15,000 ดอลลาร์ และในการอ่าน คุณจะต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ราคาแพงพอๆ กัน

ยาเป็นพื้นที่ที่น่าตื่นเต้นที่สุดสำหรับการใช้งานนาโนเทคโนโลยี การรักษามะเร็งจำนวนมากที่กำลังมีการพัฒนาอยู่บนพื้นฐานของการต่อสู้กับมะเร็งในระดับเซลล์ นักวิจัยกำลังแสดงผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจจากการใช้อนุภาคนาโนทองคำในการรักษามะเร็งชนิดต่างๆ อนุภาคจะถูกส่งไปยังเซลล์มะเร็งโดยตรงและถูกทำให้ร้อนโดยใช้ลำแสงอินฟราเรด

การส่งอนุภาคนาโนเป็นปัญหาที่ใหญ่ที่สุดที่เกี่ยวข้องกับการใช้ในทางการแพทย์ จำเป็นต้องส่งอนุภาคนาโนไปยังเซลล์ที่ได้รับผลกระทบโดยไม่ทำลายเซลล์ที่มีสุขภาพดี เมื่อกำหนดระบบการคลอดแล้ว (ซึ่งไม่ง่ายในตัวเองแล้ว) อนุภาคควรช่วยสร้างการรักษาที่ไม่รุกรานรูปแบบใหม่ ซึ่งจัดการกับเนื้องอกโดยไม่มีบาดแผลจากการผ่าตัด

ทางออกหนึ่งสำหรับการส่งอนุภาคนาโนอาจเป็นดาวสีทองขนาดเล็ก ซึ่งกำลังได้รับการพัฒนาที่มหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น อนุภาคสเตลเลตเคลือบด้วยยาที่เรียกว่า DNA aptamer (โมเลกุล DNA ที่สามารถยึดติดกับเป้าหมายระดับโมเลกุลที่ต้องการ) Nanostars กำหนดเป้าหมายโปรตีนในเซลล์มะเร็ง โปรตีนช่วยส่งดวงดาวไปยังแกนกลางอย่างมีประโยชน์ และทันทีที่พวกมันยึดติดกับเป้าหมาย การยิงจากเลเซอร์จะปล่อยยาออกจากนาโนสตาร์ และเริ่มการรักษาแกนกลางของมัน เซลล์ไม่มีโอกาส

ไม่ว่ากลไกการคลอดจะเป็นอย่างไร นาโนเทคโนโลยีสามารถช่วยให้แพทย์สามารถหยุดมะเร็งสมองได้โดยไม่กระทบกระเทือนกะโหลกศีรษะของผู้ป่วย หรือรักษามะเร็งปอดโดยไม่ต้องเปิดหน้าอกของผู้อื่น

คุณอาจจะสัมผัสพวกเขาตอนนี้

ไม่ว่าคุณจะใช้คอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ประเภทใดในการอ่านบทความนี้ คุณมักจะต้องรับมือกับนาโนเทคโนโลยี โปรเซสเซอร์และส่วนประกอบหน่วยความจำผลิตขึ้นโดยใช้วัสดุนาโนซึ่งมีอยู่มากมายในท้องตลาด และคุณจะพบสารเคลือบต้านจุลชีพบนแป้นพิมพ์และเมาส์

ในอนาคตอันใกล้ เราอาจเห็นผลึกโฟโตนิกที่จะช่วยให้เราอ่านหน้าจอแท็บเล็ตในเวลากลางวันได้ง่ายขึ้นโดยการเปลี่ยนสีของแสงแดดที่สะท้อนแทนที่จะอาศัยแสงที่ปล่อยออกมาจากอุปกรณ์ ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ (OLED) อยู่ในคิวเพื่อแทนที่ LCD เป็นมาตรฐานสากลสำหรับหน้าจอสมาร์ทโฟนอย่างแน่นอน นอกจากนี้ ชั้นบางๆ ของอนุภาคนาโนจะเป็นวิธีแก้ปัญหาง่ายๆ ในการปกป้องสมาร์ทโฟนของคุณจากการตกน้ำโดยไม่ได้ตั้งใจ

ในไม่ช้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นสามเท่าในการชาร์จครั้งเดียว เพียงเพราะขนเล็กๆ ในรูปของนาโนคริสตัลที่เป็นเส้นใยจะฝังอยู่ในแบตเตอรี่ ไม่นานมานี้ เราเขียนว่าแบตเตอรี่แบบกราฟีนจะช่วยแก้ปัญหาการชาร์จสมาร์ทโฟนได้อย่างสมบูรณ์ ในขณะที่กราฟีนเป็นผลโดยตรงจากการวิจัยนาโนเทคโนโลยี

คุณอาจจะใส่มันอยู่แล้ว

ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 2000 อุตสาหกรรมแฟชั่นได้รับความสนใจในนาโนเทคโนโลยี และแม้ว่าประชาชนจะไม่สนใจความเป็นไปได้ในการชาร์จสมาร์ทโฟนโดยตรงจากเสื้อยืดเป็นพิเศษ แต่ทิศทางนี้ก็กำลังพัฒนาเช่นกัน แนวคิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพียโซอิเล็กทริกนั้นสมเหตุสมผล ลองนึกภาพเต็นท์ที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากลมเพียงเล็กน้อยเพื่อชาร์จไฟฉายของคุณ แล้วเรือที่ดึงกระแสไฟฟ้าจากใบเรือทุกชิ้นล่ะ? นาโนเทคโนโลยีที่เย็บเป็นผ้าเป็นสิ่งที่สมเหตุสมผล

อย่างไรก็ตาม แนวคิดในการใช้นาโนเทคโนโลยีไม่ได้รับการตอบรับอย่างดีทั้งหมด คำถามและความขุ่นเคืองมากมายได้เสนอให้ใช้อนุภาคนาโนเพื่อทำลายแบคทีเรียที่ก่อให้เกิด กลิ่นเหม็นเสื้อผ้า. นักออกแบบเสื้อผ้ากีฬารีบใช้วิธีนี้ เมื่อจู่ๆ พวกเขาก็ค้นพบว่าอนุภาคนาโนซิลเวอร์ไม่เพียงฆ่าอันตรายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ด้วย (ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ในการกรองน้ำได้ เป็นต้น) และยังทำให้เกิดข้อบกพร่องในปลาและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อีกด้วย

ณ สิ้นปี 2554 สำนักงานคุ้มครองฯ สิ่งแวดล้อมสหรัฐอเมริกา (EPA) อนุญาตให้ใช้ผลิตภัณฑ์นาโนซิลเวอร์ได้ก็ต่อเมื่อความปลอดภัยมีความชัดเจน ซึ่งเป็นการตัดสินใจหลังจากมุ่งเป้าไปที่ความไม่พอใจในที่สาธารณะ และถ้าคุณไม่กลัวความจริงที่ว่านาโนซิลเวอร์ถูกใช้เป็นสารกำจัดศัตรูพืช EPA ขอให้คุณคิดให้รอบคอบเกี่ยวกับการสวมเสื้อผ้าที่มีองค์ประกอบเหล่านี้ ถึงกระนั้น การซักเสื้อผ้าของคุณทุกๆ สองสามวันก็ไม่ใช่เรื่องยาก

สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่มีอยู่แล้วในธรรมชาติ

ต้องการที่จะ กางเกงไม่ซับน้ำ? หรือกาวที่ให้คุณปีนกำแพงแก้วล่ะ? การซื้อกางเกงเหล่านี้ในร้านไม่ใช่เรื่องยาก แต่การที่จะเปิดเผยสไปเดอร์แมนในตัวคุณ คุณจะต้องเหงื่อออกมาก และตัวอย่างนาโนเทคโนโลยีทั้งสองนี้มีอยู่แล้วในธรรมชาติ

เรียกมันว่าชุดนิรภัยสำหรับผู้ขับขี่ที่ห้าวหาญ หลายปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมสิ่งทอได้พยายามพัฒนาผ้ากันน้ำ แต่มันเกิดขึ้นเมื่อพวกเขาเริ่มใช้หนวดเท่านั้น หากคุณเคยเห็นเม็ดฝนโปรยปรายลงมาตามดอกบัว หรือตัวอย่างอื่นๆ จากใต้จมูกของคุณ นี่คือผลงานของหนวดตามธรรมชาติ ใบไม้ถูกปกคลุมด้วยเส้นใยนาโนที่รองรับหยดน้ำ ป้องกันไม่ให้ดูดซับหรือทำให้พื้นผิวใบเปียก การเพิ่มท่อนาโนลงในเส้นใยเสื้อผ้า ผู้ผลิตสามารถสร้างผ้าฝ้าย ขนสัตว์ หรือผ้าใยสังเคราะห์ที่ไม่ดูดซับน้ำ

ในแง่ของการปีนแก้ว ผลิตภัณฑ์นี้เกิดจากการพัฒนาของ โรเบอร์ต้า ฟูล(โรเบิร์ต ฟูล) จากเบิร์กลีย์ จากการศึกษานิ้วของตุ๊กแก นักวิจัยพบว่านิ้วเท้าแต่ละนิ้วของสิ่งมีชีวิตนั้นปกคลุมด้วยเส้นใยนาโน ซึ่งมีขนาดเล็กและจำนวนมากจนใช้แรง Van der Waals (การยึดเกาะระหว่างโมเลกุล) เพื่อยึดเกาะบนพื้นผิวเรียบ นักชีววิทยา ฟูล พร้อมด้วยวิศวกรคนอื่นๆ ได้จำลองกลไกคล้ายขาของนิ้วเท้าของตุ๊กแกที่อนุญาตให้นักปีนเขาปีนตึกได้

บทเรียนสำคัญในที่นี้คือ เราเพิ่งเริ่มศึกษานาโนเทคโนโลยี ซึ่งใช้กันมานานในธรรมชาติ ตอนนี้คุณต้องเรียนรู้วิธีสร้างผลิตภัณฑ์ที่เติมเต็มโลกของสิ่งมีชีวิตและอย่าสร้างความเสียหายให้กับโลก

สามารถอยู่ในอาหารและอาหารอื่นๆ ของคุณ

อาหารเป็นโซนที่หลายคนจงใจปล่อยให้ไม่สามารถเข้าถึงนาโนเทคโนโลยีได้ หลายคนยอมจ่ายเฉพาะเพื่อให้มั่นใจว่าเนื้อสัตว์ที่พวกเขากินจะกินหญ้าในทุ่งหญ้าอัลไพน์และสูดอากาศบริสุทธิ์เข้าไปเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่พวกเขาจะโกรธเคืองกับความคิดที่ว่าพวกเขาจะกินอาหารที่สร้างขึ้นจากการมีส่วนร่วมของอนุภาคขนาดเล็กเทียมบางชนิด แต่ก่อนที่จะเป็นกังวล เรามาดูการใช้งานนาโนเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมอาหารกันก่อนดีกว่า

บรรจุภัณฑ์และการจัดเก็บ... บรรจุภัณฑ์นาโนเทคโนโลยีจะช่วยให้คุณเก็บอาหารได้นานขึ้น ไม่ว่าจะโดยการสร้างผนังที่ปิดสนิท หรือโดยการฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่เป็นอันตรายที่บุกรุกเข้าไปในอาหารกลางวันของคุณโดยสิ้นเชิง มองไปรอบ ๆ. ตลาดเต็มไปด้วยตู้เย็นที่ใช้การเคลือบอนุภาคนาโนสีเงินที่ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย และภาชนะที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ก็ช่วยได้เช่นกัน

สี กลิ่น และรส... ลองนึกภาพว่ารสชาติ กลิ่น และสีของอาหารสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในระดับโมเลกุล สิ่งนี้จะสร้างอาหารเพื่อสุขภาพอย่างเหลือเชื่อในเปลือกที่สวยงาม (ลองนึกภาพอาหารของ McDonald มีสุขภาพดีกว่าข้าวโอ๊ต) อย่างไรก็ตาม ผู้คลางแคลงไม่ต้องการได้ยินเกี่ยวกับความจริงที่ว่าอาหารจะถูกดัดแปลงเทียม แต่เปล่าประโยชน์

ปรับปรุงยา... ยกตัวอย่างผู้ป่วยโรคเบาหวาน วันหนึ่ง ท่อนาโนสามารถฉีดได้เพียงครั้งเดียว และอนุภาคนาโนจะตรวจสอบระดับน้ำตาลในเลือดอย่างอิสระ โดยจะปล่อยอินซูลินส่วนหนึ่งเมื่อจำเป็น จนกว่ายาจะถึงระดับที่สูงเช่นนี้ แต่วันหนึ่ง ลองนึกภาพ การฉีดเพียงครั้งเดียวช่วยรักษาสภาพของผู้ป่วยเรื้อรังได้ ตั้งแต่ผู้ติดเชื้อเอชไอวีไปจนถึงผู้ป่วยไมเกรน

ท้ายที่สุด อย่าลืมสมาร์ทโฟนที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ของคุณ คุณไม่ต้องการที่จะกอดพวกเขา แต่เพื่อกำจัดพวกเขา? ท้ายที่สุด ด้วยนิ้วเดียวกัน คุณหยิบคุกกี้แล้วใส่เข้าไปในปากของคุณ ร่วมกับสิ่งมีชีวิต บร.

เป็นการยากที่จะจินตนาการถึงอนาคตที่ปราศจากนาโนเทคโนโลยี การจัดการสสารในระดับอะตอมและระดับโมเลกุลย่อยเป็นการปูทางสำหรับความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านเคมี ชีววิทยา และการแพทย์ อย่างไรก็ตาม แม้ในปัจจุบันนี้ การใช้นาโนเทคโนโลยีบางครั้งก็เกินความเพ้อฝันและความเป็นจริงที่แปลกประหลาดที่สุดของเรา

ภาพยนตร์

หากไม่มีการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์สแกนอุโมงค์ (STM) ในปี 1980 สาขานาโนเทคโนโลยีก็สามารถยังคงเป็นนิยายวิทยาศาสตร์ได้ ด้วยความแม่นยำของอะตอมของ STM นักฟิสิกส์สามารถศึกษาโครงสร้างในแบบที่ไม่สามารถทำได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลทั่วไป

นักวิทยาศาสตร์ของ IBM ได้แสดงให้เห็นศักยภาพอันน่าทึ่งของ STM เมื่อพวกเขาสร้าง The Boy and His Atom ซึ่งเป็นภาพยนตร์แอนิเมชั่นที่เล็กที่สุดในโลก มันถูกสร้างขึ้นโดยการย้ายอะตอมแต่ละอะตอมไปทั่วพื้นผิวของทองแดง

ภาพยนตร์ความยาว 90 วินาทีนี้แสดงให้เห็นเด็กผู้ชายที่มีโมเลกุลคาร์บอนมอนอกไซด์เล่นกับลูกบอล เต้นรำ และกระโดดบนแทรมโพลีน แอนิเมชั่นที่สร้างขึ้นจาก 202 เฟรม แผ่ขยายไปทั่วพื้นที่ที่มีขนาดเท่ากับ 1/1000 ของขนาดเส้นผมมนุษย์หนึ่งเส้น ในการสร้างภาพยนตร์เรื่องนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้คุณลักษณะเฉพาะของ STM: สไตลัสที่มีประจุไฟฟ้าและคมมากโดยมีอะตอมเพียงอะตอมเดียวเป็นปลาย สไตลัสสามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนของโมเลกุลคาร์บอนบนพื้นผิวของแอนิเมชั่นได้ (ในกรณีนี้คือแผ่นทองแดง) นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อสร้างภาพของโมเลกุลและย้ายไปยังตำแหน่งใหม่

การผลิตน้ำมัน

การใช้จ่ายด้านการสำรวจน้ำมันทั่วโลกเติบโตขึ้นอย่างมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการผลิตน้ำมันยังคงเป็นปัญหาร้ายแรง เมื่อบริษัทน้ำมันปิดตัวลงในบ่อน้ำ น้ำมันจะถูกกู้คืนน้อยกว่าครึ่งหนึ่ง ส่วนที่เหลือยังคงติดอยู่ในหินเพราะมันจะแพงเกินไปสำหรับการขุด โชคดีที่ต้องขอบคุณนาโนเทคโนโลยีที่นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้ค้นพบวิธีแก้ปัญหานี้

วิธีแก้ไขคือการปรับปรุงวิธีการเจาะที่มีอยู่ เทคนิคดั้งเดิมเกี่ยวข้องกับการนำน้ำเข้าไปในรูพรุนของหินซึ่งมีน้ำมันอยู่ สิ่งนี้จะแทนที่น้ำมันและนำมันออกมา อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้มีข้อจำกัด วี ชั่วขณะหนึ่งแทนที่จะเป็นน้ำมัน น้ำเริ่มออกมา

เพื่อป้องกันสิ่งนี้ นักวิจัยชาวจีน Peng และ Ming Yuan Li ได้คิดค้นการฉีดน้ำด้วยอนุภาคนาโนที่จะปิดรูพรุนของหิน น้ำจะเลือกทางเดินที่แคบที่สุดในรูขุมขนที่มีน้ำมันและผลักออก ประสบความสำเร็จในการทดลองในจีน วิธีนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตน้ำมัน ทำให้ได้น้ำมันถึง 50% ซึ่งอาจอยู่ไกลเกินเอื้อม

จอแสดงผลความละเอียดสูง

รูปภาพบนหน้าจอคอมพิวเตอร์แสดงด้วยจุดเล็ก ๆ - พิกเซล โดยไม่คำนึงถึงขนาดและรูปร่าง จำนวนพิกเซลบนหน้าจอยังคงเป็นปัจจัยกำหนดคุณภาพของภาพ อย่างไรก็ตาม ในกรณีของพิกเซลปกติ พิกเซลที่มากขึ้นหมายถึงหน้าจอที่ใหญ่และเทอะทะ ซึ่งไม่สะดวกนัก

ในขณะที่บริษัทต่างๆ กำลังยุ่งอยู่กับการขายจอยักษ์ให้กับผู้บริโภค นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดได้ค้นพบวิธีสร้างพิกเซลที่มีขนาดหลายร้อยนาโนเมตร ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้คุณสมบัติของวัสดุเปลี่ยนเฟสที่เรียกว่า GST ในการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ใช้ชุดชั้น GST เจ็ดนาโนเมตรประกบระหว่างขั้วไฟฟ้าโปร่งใส แต่ละชั้น - เพียง 300 x 300 นาโนเมตร - ทำหน้าที่เหมือนพิกเซลที่สามารถเปิดและปิดด้วยระบบไฟฟ้า ข้าม ไฟฟ้านักวิทยาศาสตร์สามารถได้ภาพที่มีคุณภาพและความเปรียบต่างสูงผ่านเลเยอร์นี้

นาโนพิกเซลจะตอบสนองวัตถุประสงค์ที่หลากหลายเมื่อพิกเซลแบบเดิมใช้งานไม่ได้ ตัวอย่างเช่น ขนาดและความหนาที่เล็กทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับเทคโนโลยีอย่างเช่น แว่นตาอัจฉริยะ ฉากกั้นแบบพับได้ และเรตินาเทียม ข้อดีอีกประการของจอแสดงผลระดับนาโนคือการใช้พลังงานต่ำ ต่างจากจอแสดงผลที่มีอยู่ซึ่งอัปเดตพิกเซลทั้งหมดสำหรับการถ่ายภาพอย่างต่อเนื่อง เลเยอร์ GST จะอัปเดตเพียงบางส่วนของจอแสดงผล ซึ่งอันที่จริงแล้วเป็นการประหยัดพลังงาน

สีเปลี่ยนสี

ในขณะที่ทำการทดลองกับเส้นใยของอนุภาคนาโนทองคำ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียก็พบกับสิ่งมหัศจรรย์ พวกเขาสังเกตเห็นว่าสีทองเปลี่ยนไปเมื่อเกลียวยืดหรือหดตัว จากสีน้ำเงินสว่างเป็นสีม่วงและเปลี่ยนเป็นสีแดง การทดลองนี้เป็นแรงบันดาลใจให้นักวิทยาศาสตร์สร้างเซ็นเซอร์ที่ทำจากอนุภาคนาโนสีทองที่จะเปลี่ยนสีเมื่อกดลงไป

ในการผลิตเซ็นเซอร์ดังกล่าว ได้มีการเติมอนุภาคนาโนทองคำลงในฟิล์มโพลีเมอร์ที่มีความยืดหยุ่น เมื่อฟิล์มได้รับแรงกด มันจะยืดตัวและทำให้อนุภาคเปลี่ยนสี การกดเบา ๆ จะทำให้เซ็นเซอร์เป็นสีม่วง และการกดที่แรงจะเปลี่ยนเป็นสีแดง นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นคุณสมบัติที่น่าสนใจนี้ ไม่เพียงแต่ในอนุภาคทองคำ แต่ยังรวมถึงอนุภาคเงินด้วย ซึ่งจะเปลี่ยนสีเป็นสีเหลืองเมื่อยืดออก

เซ็นเซอร์ดังกล่าวสามารถให้บริการตามวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น สามารถรวมเข้ากับเฟอร์นิเจอร์ โซฟา หรือเตียง เพื่อระบุว่าบุคคลนั้นกำลังนั่งหรือนอนหลับอยู่ แม้ว่าเซ็นเซอร์จะทำมาจากทองคำ แต่ขนาดที่เล็กก็ช่วยแก้ปัญหาด้านราคาได้

ชาร์จโทรศัพท์

ไม่ว่าจะเป็น iPhone, Samsung หรือโทรศัพท์รุ่นอื่น สมาร์ทโฟนทุกเครื่องที่ออกจากสายการผลิตมีข้อเสียที่สำคัญสองประการ ได้แก่ อายุการใช้งานแบตเตอรี่และเวลาในการชาร์จ และในขณะที่ปัญหาแรกยังคงกดดัน นักวิทยาศาสตร์จากเมืองรามัต กัน ในอิสราเอลสามารถแก้ปัญหาที่สองได้ด้วยการสร้างแบตเตอรี่ที่ชาร์จใน 30 วินาที

ความก้าวหน้าครั้งนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับโครงการศึกษาโรคอัลไซเมอร์โดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทลอาวีฟ นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าโมเลกุลของเปปไทด์ที่ทำสัญญากับเซลล์ประสาทในสมองและทำให้เกิดโรคมีความจุสูง (ความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้า) การค้นพบนี้สังเกตเห็นโดย StoreDot ซึ่งเป็นบริษัทที่พยายามเปลี่ยนนาโนเทคโนโลยีให้เป็นผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคเป้าหมาย ด้วยความช่วยเหลือของนักวิทยาศาสตร์ StoreDot ได้พัฒนา NanoDots ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ความสามารถของเปปไทด์ในการปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของสมาร์ทโฟน บริษัทได้จัดแสดงเทคโนโลยีของตนที่งาน ThinkNext ของ Microsoft ในตัวอย่างของโทรศัพท์ Samsung Galaxy S3 แบตเตอรี่ถูกชาร์จจากศูนย์ถึงสูงสุดในเวลาน้อยกว่าหนึ่งนาที

หลบการส่งยา

การรักษาโรคเช่นมะเร็งอาจมีราคาแพงเกินไปและในบางกรณีอาจเกินกำหนด โชคดีที่บริษัทด้านการดูแลสุขภาพหลายแห่งทั่วโลกกำลังค้นคว้าข้อมูลราคาถูกและ วิธีที่มีประสิทธิภาพการรักษาโรคที่คล้ายคลึงกัน ในหมู่พวกเขาคือ Immusoft บริษัทที่วางแผนจะปฏิวัติการส่งยาไปยังร่างกายของเรา

แทนที่จะใช้เงินหลายพันล้านดอลลาร์ไปกับโปรแกรมยาและการบำบัด Immusoft เชื่อว่าร่างกายของเราสามารถผลิตยาที่ต้องการได้ ด้วยความช่วยเหลือของระบบภูมิคุ้มกัน เซลล์ของผู้ป่วยสามารถเปลี่ยนแปลงและจัดหาข้อมูลทางพันธุกรรมใหม่ ๆ ที่จะช่วยให้พวกเขาสามารถทำยาได้เอง ข้อมูลทางพันธุกรรมสามารถจัดส่งได้โดยใช้แคปซูลขนาดนาโนที่บริหารให้กับร่างกาย

วิธีการใหม่ยังไม่ได้รับการทดสอบในมนุษย์ อย่างไรก็ตาม Immusoft และหน่วยงานอื่น ๆ ได้รายงานการทดลองที่ประสบความสำเร็จในหนู หากวิธีการนี้พิสูจน์แล้วว่าได้ผลในมนุษย์ จะช่วยลดเวลาในการรักษาและค่าใช้จ่ายในการรักษาโรคหัวใจและหลอดเลือดและโรคอื่นๆ ได้อย่างมาก

การสื่อสารระดับโมเลกุล

ภายใต้เงื่อนไขบางประการ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จิตวิญญาณของการสื่อสารทั่วโลก จะไม่สามารถใช้งานได้ ลองนึกถึงชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถปิดการใช้งานดาวเทียมสื่อสารได้ และจากนั้นเทคโนโลยีรูปแบบใด ๆ ก็ตามที่ขึ้นอยู่กับดาวเทียมนั้นก็จะไร้ประโยชน์ เราคุ้นเคยกับสถานการณ์นี้จากภาพยนตร์สันทราย นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Warwick ในสหราชอาณาจักรและมหาวิทยาลัยยอร์กในแคนาดาได้ศึกษาปัญหานี้มาหลายปีแล้ว ก่อนจะหาทางแก้ไขปัญหาที่คาดไม่ถึง

นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตว่าสัตว์บางชนิด โดยเฉพาะแมลง ใช้ฟีโรโมนในการสื่อสารทางไกลได้อย่างไร หลังจากรวบรวมข้อมูล นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการสื่อสารซึ่งข้อความจะถูกเข้ารหัสในโมเลกุลของแอลกอฮอล์ระเหย พวกเขาประสบความสำเร็จในการสาธิตวิธีการใหม่โดยใช้แอลกอฮอล์เป็นสัญญาณทางเคมี และส่งข้อความแรกซึ่งย่อมาจาก "Oh, Canada"

วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์สองเครื่อง ได้แก่ เครื่องส่งและเครื่องรับ ซึ่งเข้ารหัสและส่งและรับสัญญาณตามลำดับ เป็นไปได้ที่จะพิมพ์ข้อความบนตัวส่งสัญญาณโดยใช้ Arduino One (ไมโครคอนโทรลเลอร์โอเพ่นซอร์ส) จากนั้นตัวควบคุมจะแปลงข้อความเป็นเลขฐานสอง ซึ่งอ่านโดยสเปรย์แอลกอฮอล์แบบอิเล็กทรอนิกส์ หลังจากอ่านโค้ดแล้ว เครื่องฉีดน้ำจะแทนที่ "1" ด้วยการฉีด และปล่อยให้ "0" เป็นช่องว่าง ในอากาศ แอลกอฮอล์ถูกจับโดยเครื่องรับในอากาศที่มีเซ็นเซอร์เคมีและไมโครคอนโทรลเลอร์ ข้อมูลจะถูกแปลเป็นข้อความอีกครั้ง

ข้อความถูกส่งไปหลายเมตรในพื้นที่เปิดโล่ง เทคนิคนี้มีประโยชน์ในสภาพแวดล้อม เช่น อุโมงค์ใต้ดินหรือท่อส่งก๊าซที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่มีประโยชน์

การจัดเก็บข้อมูล

คอมพิวเตอร์มีประสบการณ์การเติบโตแบบทวีคูณในด้านกำลังการประมวลผลและความจุในการจัดเก็บข้อมูลในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา เจมส์ มัวร์ทำนายปรากฏการณ์นี้อย่างแม่นยำเมื่อ 50 ปีที่แล้ว และต่อมากลายเป็นที่รู้จักในชื่อกฎของมัวร์ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์หลายคน รวมทั้งนักฟิสิกส์ มิชิโอะ คาคุ เชื่อว่าวันหนึ่งกฎของมัวร์จะหยุดทำงาน เนื่องจากพลังการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ไม่สามารถให้ทันกับเทคโนโลยีการผลิตที่มีอยู่ได้แบบทวีคูณ

ในขณะที่ Kaku มุ่งเน้นไปที่พลังการประมวลผล ความสามารถก็เหมือนกัน โชคดีที่นี่ไม่ใช่จุดจบ ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย RMIT ในเมลเบิร์นกำลังมองหาทางเลือกอื่น ภายใต้การนำของ Sharat Shriram ทีมนักวิทยาศาสตร์กำลังสร้างอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่เลียนแบบวิธีที่สมองของมนุษย์จัดเก็บข้อมูล ขั้นตอนแรกของนักวิทยาศาสตร์คือการสร้างนาโนฟิล์มที่ตั้งโปรแกรมทางเคมีเพื่อเก็บประจุไฟฟ้าในสถานะ "เปิด" และ "ปิด" ภาพยนตร์เรื่องนี้ ซึ่งบางกว่าเส้นผมมนุษย์ 10,000 เท่า อาจเป็นรากฐานที่สำคัญสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์หน่วยความจำที่เลียนแบบโครงข่ายประสาทในสมอง

นาโนอาร์ต

การพัฒนานาโนเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มจะเป็นที่สนใจของชุมชนวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าทางนาโนเทคโนโลยีไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่การแพทย์ ชีววิทยา และวิศวกรรมศาสตร์ นาโนอาร์ตเป็นสาขาที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งช่วยให้เรามองเห็นโลกเล็ก ๆ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์จากมุมมองใหม่ทั้งหมด

ตามชื่อที่แนะนำ นาโนอาร์ตเป็นการผสมผสานระหว่างศิลปะและนาโนศาสตร์ ซึ่งได้รับการฝึกฝนโดยนักวิทยาศาสตร์และศิลปินเพียงไม่กี่คน หนึ่งในนั้นคือจอห์น ฮาร์ต วิศวกรเครื่องกลจากมหาวิทยาลัยมิชิแกน ผู้สร้างภาพเหมือนนาโนของประธานาธิบดี ภาพที่ชื่อว่า "นาโนบามะ" ถูกสร้างขึ้นสำหรับประธานาธิบดีตอนที่เขาวิ่งเพื่อ การเลือกตั้งประธานาธิบดีปี 2551 แต่ละด้านของภาพเหมือนมีขนาดน้อยกว่าครึ่งมิลลิเมตร และภาพบุคคลทั้งหมดทำจาก 150 นาโนทิวบ์ เหลือเวลาอีกไม่นานกว่าจะพิมพ์ภาพเหมือนได้

บันทึกใหม่

มนุษยชาติพยายามที่จะสร้างสิ่งต่าง ๆ ให้แข็งแกร่ง เร็วขึ้น และใหญ่ขึ้นเสมอ แต่เมื่อพูดถึงเรื่องเล็กที่สุด นาโนเทคโนโลยีก็เข้ามามีบทบาท ในบรรดาสิ่งเล็กน้อยที่สุดที่สร้างขึ้นโดยใช้นาโนเทคโนโลยีคือหนังสือชื่อ Teeny Ted From Turnip ซึ่งปัจจุบันถือว่าเป็นหนังสือที่พิมพ์ที่เล็กที่สุดในโลก หนังสือเล่มนี้มีขนาดเพียง 70 x 100 ไมโครเมตร และเต็มไปด้วยตัวอักษรที่แกะสลักเป็นผลึกซิลิกอน 30 หน้า จริงอยู่หนังสือเล่มนี้มีค่าใช้จ่ายมาก - มากกว่า 15,000 ดอลลาร์ นอกจากนี้ คุณจะต้องใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่ออ่าน ซึ่งก็ไม่ใช่ความสุขที่ไม่แพงเช่นกัน

ขึ้นอยู่กับวัสดุจาก listverse.com

ไม่มีโพสต์ที่เกี่ยวข้อง

หัวข้อ: นาโนเทคโนโลยีใน โลกสมัยใหม่ 31.10

วัตถุประสงค์ของบทเรียน

เกี่ยวกับการศึกษา:

แนะนำแนวคิดใหม่ของนาโนเทคโนโลยี

ยังคงพัฒนาความสามารถในการสังเกต, สรุป, เน้นสิ่งสำคัญ.

กำลังพัฒนา:

พัฒนาการสังเกต, ความสนใจ, คำพูด, หน่วยความจำ.

พัฒนาความสนใจและการคิดเชิงตรรกะโดยการแก้ปัญหา

พัฒนาความสนใจในการค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมบนอินเทอร์เน็ต

เกี่ยวกับการศึกษา:

ยังคงพัฒนาขอบเขตอันไกลโพ้นของนักเรียนต่อไป

เพื่อพัฒนาความสามารถในการทำงานเป็นทีมเพื่อทำกิจกรรมอิสระ

ประเภทบทเรียน: การเรียนรู้สื่อใหม่ๆ

ประเภทบทเรียน:บทเรียนการประชุม

ระหว่างเรียน

เวลาจัดงาน

การสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานร่วมกันด้วยกลยุทธ์ Atom, Molecule

2. เวทีสร้างแรงบันดาลใจ

ทำความคุ้นเคยกับแผนการประชุม

ประวัติความเป็นมาของนาโนเทคโนโลยี

นาโนเทคโนโลยีคืออะไร?

นาโนเทคโนโลยีในอวกาศ

นาโนเทคโนโลยีในการแพทย์

นาโนเทคโนโลยีใน เกษตรกรรมและอุตสาหกรรม

3. การเรียนรู้สื่อใหม่ๆ

1 คู่

1. ประวัติความเป็นมาของนาโนเทคโนโลยี

ปู่ของนาโนเทคโนโลยีถือได้ว่าเป็นปราชญ์ชาวกรีก Democritus เขาเป็นคนแรกที่ใช้คำว่า "อะตอม" เพื่ออธิบายอนุภาคที่เล็กที่สุดของสสาร กว่ายี่สิบศตวรรษที่ผู้คนพยายามเจาะความลับของโครงสร้างของอนุภาคนี้ การแก้ปัญหานี้ซึ่งไม่สามารถทนได้สำหรับนักฟิสิกส์หลายชั่วอายุคน เกิดขึ้นได้ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 หลังจากการสร้างกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Max Knoll และ Ernst Ruska ซึ่งทำให้สามารถศึกษาวัตถุนาโนได้เป็นครั้งแรก .

หลายๆ แหล่ง ซึ่งโดยหลักแล้วที่พูดภาษาอังกฤษ ได้เชื่อมโยงการกล่าวถึงวิธีการดังกล่าวในครั้งแรก ซึ่งต่อมาจะเรียกว่านาโนเทคโนโลยี กับคำพูดที่มีชื่อเสียงของ Richard Feynman "ที่นั่นมีพื้นที่เหลือเฟือ" (ภาษาอังกฤษ "Plenty of Roo at the Bottom") ซึ่งทำโดยเขาในปี 2502 ในสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในการประชุมประจำปีของสมาคมกายภาพแห่งอเมริกา Richard Feynman เสนอว่าเป็นไปได้ที่จะเคลื่อนย้ายอะตอมเดี่ยวโดยใช้กลไกขับเคลื่อนที่มีขนาดเหมาะสม อย่างน้อยกระบวนการดังกล่าวจะไม่ขัดแย้งกับกฎทางกายภาพที่รู้จักในปัจจุบัน

เขาแนะนำให้ทำหุ่นยนต์นี้ด้วยวิธีต่อไปนี้ จำเป็นต้องสร้างกลไกที่จะสร้างสำเนาของตัวเองขึ้นมา โดยมีลำดับความสำคัญน้อยกว่าเท่านั้น กลไกที่เล็กกว่าที่สร้างขึ้นจะต้องสร้างสำเนาของตัวเองอีกครั้ง ลำดับของขนาดที่เล็กกว่านั้นอีกครั้ง และอื่นๆ จนกว่าขนาดของกลไกจะสมมูลกับขนาดของอะตอมหนึ่ง ในกรณีนี้ จำเป็นต้องทำการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของกลไกนี้ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อโลกมาโครจะส่งอิทธิพลน้อยลงเรื่อยๆ และแรงของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลจะส่งผลต่อการทำงานของกลไกมากขึ้นเรื่อยๆ . ขั้นตอนสุดท้าย - กลไกผลลัพธ์จะรวบรวมสำเนาจากอะตอมแต่ละตัว โดยหลักการแล้วจำนวนสำเนาดังกล่าวไม่ จำกัด จะสามารถสร้างหมายเลขตามอำเภอใจของเครื่องดังกล่าวได้ในเวลาอันสั้น เครื่องจักรเหล่านี้จะสามารถประกอบสิ่งของมาโครในลักษณะเดียวกันโดยการประกอบอะตอม สิ่งนี้จะทำให้สิ่งต่าง ๆ มีราคาถูกลง - หุ่นยนต์ดังกล่าว (นาโนโรบ็อต) จะต้องได้รับโมเลกุลและพลังงานตามจำนวนที่ต้องการเท่านั้น และเขียนโปรแกรมเพื่อประกอบสิ่งของที่จำเป็น จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีใครสามารถหักล้างความเป็นไปได้นี้ได้ แต่ยังไม่มีใครประสบความสำเร็จในการสร้างกลไกดังกล่าว ข้อเสียเปรียบพื้นฐานของหุ่นยนต์ดังกล่าวคือการสร้างกลไกจากอะตอมเดียวเป็นไปไม่ได้

2 คู่

2. นาโนเทคโนโลยีคืออะไร

นาโนเทคโนโลยีเริ่มเข้ามามีบทบาทมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อไม่นานนี้เอง การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และจากมันถึงของเรา ชีวิตประจำวัน... การพัฒนาของนักวิทยาศาสตร์กำลังจัดการกับวัตถุของโลกจุลภาค อะตอม โมเลกุล สายโซ่โมเลกุลมากขึ้น นาโนออบเจ็กต์ที่สร้างขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจทำให้นักวิจัยประหลาดใจด้วยคุณสมบัติของพวกมันและให้คำมั่นสัญญาว่าจะนำไปใช้ในทางที่ไม่คาดคิดที่สุด

หน่วยวัดหลักในการวิจัยนาโนเทคโนโลยีคือนาโนเมตร - หนึ่งในพันล้านของเมตร หน่วยเหล่านี้ใช้เพื่อวัดโมเลกุลและไวรัส และปัจจุบันเป็นองค์ประกอบของชิปคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ อยู่ที่ระดับนาโนที่กระบวนการทางกายภาพพื้นฐานทั้งหมดที่กำหนดปฏิกิริยามหภาคเกิดขึ้น

การสร้างกล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์เพื่อสแกนในปี 1980 ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่แยกแยะอะตอมแต่ละอะตอมเท่านั้น แต่ยังสามารถเคลื่อนย้ายพวกมันและประกอบโครงสร้างจากพวกมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ส่วนประกอบของเครื่องจักรนาโนในอนาคต เช่น มอเตอร์ เครื่องควบคุม อุปกรณ์จ่ายไฟ และองค์ประกอบควบคุม นาโนแคปซูลเพื่อการนำส่งยาเข้าสู่ร่างกายโดยตรง ท่อนาโนที่แข็งแรงกว่าเหล็กกล้า 60 เท่า เซลล์แสงอาทิตย์ที่ยืดหยุ่นได้ และอุปกรณ์อันน่าทึ่งอีกมากมายกำลังถูกสร้างขึ้น

องค์ประกอบนาโนที่รู้จักกันดีอีกอย่างหนึ่งคือท่อนาโนคาร์บอน เป็นชั้นคาร์บอนเดี่ยวที่ม้วนขึ้นเป็นทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายนาโนเมตร เป็นครั้งแรกที่ได้รับวัตถุเหล่านี้ในปี 2495 แต่ในปี 2534 เท่านั้นที่พวกเขาได้รับความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์ ความแข็งแรงของท่อเหล่านี้มีมากกว่าความแข็งแรงของเหล็กหลายสิบเท่า ซึ่งสามารถทนต่อความร้อนได้สูงถึง 2,500 องศาและความดันบรรยากาศนับพัน วัสดุนาโนอีกชนิดหนึ่งคือกราฟีน ซึ่งเป็นชั้นคาร์บอนสองมิติ ซึ่งเป็นระนาบที่ทำจากอะตอมของคาร์บอน เนื้อหานี้ได้รับครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวรัสเซียที่ทำงานในอังกฤษ นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่าวัสดุที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวนี้จะกลายเป็นพื้นฐานของไมโครโปรเซสเซอร์ในอนาคต ซึ่งจะเข้ามาแทนที่เซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่ นอกจากนี้ วัสดุนี้ยังมีความทนทานอย่างเหลือเชื่อ

นาโนอิลิเมนต์ทั้งหมดเหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเทคโนโลยีต่างๆ ตั้งแต่การแพทย์ไปจนถึงการวิจัยในอวกาศ

. 3 คู่

3. นาโนเทคโนโลยีในอวกาศ

ระบบไมโครแซทเทลไลท์ได้ถูกสร้างขึ้น ซึ่งมีความเสี่ยงน้อยกว่าที่จะพยายามทำลายมัน เป็นเรื่องหนึ่งที่จะยิงยักษ์ใหญ่ที่มีน้ำหนักหลายร้อยกิโลกรัมหรือแม้กระทั่งตันในวงโคจรโดยทันทีทำให้การสื่อสารหรือการลาดตระเวนในอวกาศหยุดชะงักและอีกอย่างหนึ่งเมื่อมีไมโครแซทเทลไลท์จำนวนมากอยู่ในวงโคจร การปิดใช้งานอย่างใดอย่างหนึ่งในกรณีนี้จะไม่รบกวนการทำงานของระบบโดยรวม ดังนั้นข้อกำหนดสำหรับความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานของดาวเทียมแต่ละดวงจะลดลง

นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์เชื่อว่าเหนือสิ่งอื่นใด การสร้างเทคโนโลยีใหม่ในด้านทัศนศาสตร์ ระบบการสื่อสาร วิธีการส่ง การรับและการประมวลผลข้อมูลจำนวนมากควรเกิดจากปัญหาหลักของการทำให้จิ๋วของดาวเทียม เรากำลังพูดถึงนาโนเทคโนโลยีและวัสดุนาโนที่สามารถลดน้ำหนักและขนาดของอุปกรณ์ที่ปล่อยสู่อวกาศได้สองระดับ ตัวอย่างเช่น นาโนนิกเกิลมีความแข็งแรงมากกว่านิกเกิลทั่วไปถึง 6 เท่า ซึ่งทำให้สามารถลดมวลของหัวฉีดได้ 20-30% เมื่อใช้ในเครื่องยนต์จรวดเมื่อใช้ในเครื่องยนต์จรวด การลดมวลของเทคโนโลยีอวกาศช่วยแก้ปัญหามากมาย: การขยายระยะเวลาการมีอยู่ของยานอวกาศในอวกาศ ทำให้สามารถบินได้ไกลขึ้น และพกพาอุปกรณ์ที่มีประโยชน์มากขึ้นสำหรับการวิจัย ในขณะเดียวกัน ปัญหาการจ่ายพลังงานกำลังได้รับการแก้ไข ในไม่ช้าอุปกรณ์จิ๋วจะถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาปรากฏการณ์มากมาย เช่น ผลกระทบของแสงแดดต่อกระบวนการต่างๆ บนโลกและในอวกาศใกล้โลก

ปัจจุบันพื้นที่ว่างไม่ได้แปลกใหม่ และการสำรวจไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของศักดิ์ศรีเท่านั้น ประการแรก เรื่องนี้เป็นเรื่องของความมั่นคงของชาติและความสามารถในการแข่งขันระดับชาติของรัฐของเรา เป็นการพัฒนาระบบนาโนที่ซับซ้อนมากจนกลายเป็นข้อได้เปรียบระดับชาติของประเทศ เช่นเดียวกับนาโนเทคโนโลยี วัสดุนาโนจะเปิดโอกาสให้เราได้พูดคุยอย่างจริงจังเกี่ยวกับเที่ยวบินที่มีคนขับไปยังดาวเคราะห์ต่างๆ ในระบบสุริยะ เป็นการใช้วัสดุนาโนและกลไกนาโนที่สามารถทำให้เที่ยวบินบรรจุคนไปยังดาวอังคารและการสำรวจพื้นผิวดวงจันทร์ให้เป็นจริงได้ ทิศทางที่ต้องการอย่างมากในการพัฒนาไมโครแซทเทลไลท์ก็คือการสร้างการสำรวจระยะไกลของโลก (ERS) ตลาดสำหรับผู้บริโภคข้อมูลที่มีความละเอียดของภาพอวกาศ 1 ม. ในช่วงเรดาร์และน้อยกว่า 1 ม. ในช่วงออปติคัลเริ่มก่อตัวขึ้น (ข้อมูลดังกล่าวส่วนใหญ่จะใช้ในการทำแผนที่)

คาดว่าแอสเซมเบลอร์ตัวแรกที่ใช้เทคโนโลยีนาโนจะปรากฏตัวในปี 2568 เป็นไปได้ในทางทฤษฎีว่าพวกเขาจะสามารถสร้างวัตถุใด ๆ จากอะตอมสำเร็จรูปได้ มันจะเพียงพอที่จะออกแบบผลิตภัณฑ์ใด ๆ บนคอมพิวเตอร์และจะประกอบและคูณด้วยชุดประกอบของนาโนโรบอท แต่สิ่งเหล่านี้ยังคงเป็นความเป็นไปได้ที่ง่ายที่สุดของนาโนเทคโนโลยี เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วจากทฤษฎีที่ว่ามอเตอร์จรวดจะทำงานได้ดีที่สุดหากสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ขึ้นอยู่กับระบอบการปกครอง ด้วยการใช้นาโนเทคโนโลยีเท่านั้นจึงจะเป็นความจริง โครงสร้างแข็งแรงกว่าเหล็ก เบากว่าไม้ สามารถขยาย หดตัว และโค้งงอได้ เปลี่ยนแรงและทิศทางการลาก ยานอวกาศสามารถแปลงร่างได้ภายในหนึ่งชั่วโมง นาโนเทคโนโลยีที่สร้างขึ้นในชุดอวกาศและรับประกันการไหลเวียนของสารจะช่วยให้บุคคลอยู่ในนั้นได้ไม่จำกัดเวลา นาโนโรบอทยังสามารถทำให้ความฝันของนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการล่าอาณานิคมของดาวเคราะห์ดวงอื่นเป็นจริงได้ อุปกรณ์เหล่านี้จะสามารถสร้างที่อยู่อาศัยที่จำเป็นสำหรับชีวิตมนุษย์ได้ มันจะเป็นไปได้ที่จะสร้างระบบการโคจรโดยอัตโนมัติ โครงสร้างใดๆ ในมหาสมุทรของโลก บนพื้นผิวโลกและในอากาศ (ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์สิ่งนี้ภายในปี 2025)

4 คู่

4. นาโนเทคโนโลยีในการแพทย์

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าความก้าวหน้าล่าสุดในด้านนาโนเทคโนโลยีอาจเป็นประโยชน์อย่างมากในการต่อสู้กับโรคมะเร็ง ยาต้านมะเร็งได้รับการพัฒนาโดยตรงไปยังเป้าหมาย - สู่เซลล์ที่ได้รับผลกระทบ เนื้องอกร้าย... ระบบใหม่ที่ใช้วัสดุที่เรียกว่าไบโอซิลิโคน นาโนซิลิคอนมีโครงสร้างเป็นรูพรุน (เส้นผ่านศูนย์กลางสิบอะตอม) ซึ่งสะดวกที่จะรวมยา โปรตีน และนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีเข้าด้วยกัน เมื่อบรรลุเป้าหมายแล้วไบโอซิลิกอนก็เริ่มสลายตัวและยาที่ส่งไปนั้นจะถูกนำไปใช้ในการทำงาน นอกจากนี้ตามที่นักพัฒนาระบุว่าระบบใหม่ช่วยให้คุณควบคุมปริมาณยาได้

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา พนักงานของศูนย์นาโนเทคโนโลยีชีวภาพได้ทำงานเกี่ยวกับการสร้างไมโครเซนเซอร์ที่จะนำมาใช้ในการตรวจหาเซลล์มะเร็งในร่างกายและต่อสู้กับสิ่งนี้ โรคร้าย.

เทคนิคใหม่ในการจำแนกเซลล์มะเร็งขึ้นอยู่กับการฝังอ่างเก็บน้ำทรงกลมเล็กๆ ที่ทำจากโพลีเมอร์สังเคราะห์ที่เรียกว่าเดนไดรเมอร์ (จากต้นกล้วยไม้กรีก) เข้าสู่ร่างกายมนุษย์ โพลีเมอร์เหล่านี้ถูกสังเคราะห์ขึ้นในช่วงทศวรรษที่แล้ว และมีโครงสร้างใหม่ที่ไม่มีส่วนประกอบหลักซึ่งคล้ายกับโครงสร้างของปะการังหรือไม้

เมื่อเข้าไปในร่างกาย เซ็นเซอร์ขนาดเล็กเหล่านี้จะเจาะเซลล์ลิมโฟไซต์ ซึ่งเป็นเซลล์เม็ดเลือดขาวที่ให้การป้องกันร่างกายจากการติดเชื้อและปัจจัยที่ก่อให้เกิดโรคอื่นๆ ด้วยการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของเซลล์น้ำเหลืองต่อโรคหรือสภาวะแวดล้อมบางอย่าง - ความเย็นหรือการได้รับรังสีเช่น - โครงสร้างโปรตีนของเซลล์เปลี่ยนแปลงไป นาโนเซนเซอร์แต่ละตัวที่เคลือบด้วยสารเคมีพิเศษจะเริ่มเรืองแสงตามการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว

นักวิทยาศาสตร์จะต้องสร้างอุปกรณ์พิเศษที่จะสแกนเรตินาของดวงตาเพื่อดูแสงเรืองแสงนี้ เลเซอร์ของอุปกรณ์ดังกล่าวควรตรวจจับการเรืองแสงของลิมโฟไซต์เมื่อพวกมันผ่านทีละตัวผ่านเส้นเลือดฝอยแคบ ๆ ของอวัยวะ หากมีเซ็นเซอร์ติดฉลากเพียงพอในเซลล์ลิมโฟไซต์ จะใช้เวลาสแกน 15 วินาทีเพื่อตรวจหาความเสียหายของเซลล์ นักวิทยาศาสตร์กล่าว

ล้าง. จนถึงปัจจุบัน มีการสร้างหุ่นยนต์ DNA เดินแบบโบราณเพียงตัวเดียวเท่านั้น

Nanomedicine มีความเป็นไปได้ดังต่อไปนี้:

1. ห้องปฏิบัติการบนชิป เป้าหมายการส่งยาในร่างกาย

2. DNA - ชิป (การสร้างยาแต่ละชนิด)

3. เอ็นไซม์เทียมและแอนติบอดี

4. อวัยวะเทียม โพลีเมอร์ที่ทำหน้าที่ประดิษฐ์ (ทดแทนเนื้อเยื่ออินทรีย์) ทิศทางนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับแนวคิดเรื่องชีวิตเทียมและในอนาคตจะนำไปสู่การสร้างหุ่นยนต์ที่มีจิตสำนึกประดิษฐ์และสามารถรักษาตัวเองได้ในระดับโมเลกุล ทั้งนี้เนื่องมาจากการขยายตัวของแนวคิดเรื่องชีวิตที่เหนือกว่าอินทรีย์

5. ศัลยแพทย์ Nanorobots (ชีวกลศาสตร์ที่ดำเนินการเปลี่ยนแปลงและการดำเนินการทางการแพทย์ที่จำเป็น การรับรู้และการทำลายเซลล์มะเร็ง) นี่คือการประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยีที่ร้ายแรงที่สุดในวงการแพทย์ คือ การสร้างโมเลกุลนาโนที่สามารถทำลายการติดเชื้อและเนื้องอกมะเร็ง ซ่อมแซม DNA เนื้อเยื่อและอวัยวะที่เสียหาย ทำซ้ำระบบช่วยชีวิตทั้งหมดของร่างกาย และเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของร่างกาย

เมื่อพิจารณาว่าอะตอมแต่ละตัวมีลักษณะเป็นอิฐหรือ "รายละเอียด" นาโนเทคโนโลยีกำลังมองหาวิธีปฏิบัติในการออกแบบวัสดุที่มีลักษณะเฉพาะจากชิ้นส่วนเหล่านี้ หลายบริษัทรู้วิธีประกอบอะตอมและโมเลกุลให้เป็นโครงสร้างบางประเภทแล้ว

ในอนาคต โมเลกุลใดๆ จะถูกประกอบเข้าด้วยกันเหมือนชุดก่อสร้างของเด็ก สำหรับสิ่งนี้ มีแผนที่จะใช้นาโนบอท (นาโนบ็อต) โครงสร้างที่เสถียรทางเคมีใดๆ ก็ตามที่สามารถอธิบายได้ แท้จริงแล้ว สามารถสร้างได้ เนื่องจากนาโนบ็อตสามารถตั้งโปรแกรมให้สร้างโครงสร้างใดๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพื่อสร้างนาโนบ็อตอีกตัวหนึ่ง พวกมันจึงมีราคาถูกมาก การทำงานในทีมขนาดใหญ่ นาโนบอทจะสามารถสร้างวัตถุใดๆ ก็ได้โดยมีค่าใช้จ่ายเพียงเล็กน้อย และ ความแม่นยำสูง... ในทางการแพทย์ ปัญหาการใช้นาโนเทคโนโลยีคือต้องเปลี่ยนโครงสร้างของเซลล์ในระดับโมเลกุล กล่าวคือ ดำเนินการ "การผ่าตัดระดับโมเลกุล" โดยใช้นาโนบอท คาดว่าจะสร้างแพทย์หุ่นยนต์โมเลกุลที่สามารถ "มีชีวิตอยู่" ภายในร่างกายมนุษย์ ขจัดความเสียหายทั้งหมดที่เกิดขึ้น หรือป้องกันไม่ให้เกิดขึ้นดังกล่าว นาโนบ็อตสามารถซ่อมแซมเซลล์ได้ด้วยการจัดการกับอะตอมและโมเลกุลแต่ละตัว วันที่คาดการณ์สำหรับการสร้างแพทย์หุ่นยนต์ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ XXI

แม้จะมีสถานการณ์ในปัจจุบัน แต่นาโนเทคโนโลยีซึ่งเป็นวิธีแก้ปัญหาที่สำคัญสำหรับปัญหาความชรามีมากกว่าที่จะเป็นไปได้

5 คู่

5. นาโนเทคโนโลยีในการเกษตรและอุตสาหกรรม

นาโนเทคโนโลยีมีศักยภาพที่จะปฏิวัติการเกษตร หุ่นยนต์โมเลกุลจะสามารถผลิตอาหารได้โดย "ปล่อย" พืชและสัตว์ออกจากอาหารนี้ ด้วยเหตุนี้พวกเขาจะใช้ "รากหญ้า" ใด ๆ : น้ำและอากาศซึ่งมีองค์ประกอบที่จำเป็นหลัก - คาร์บอน, ออกซิเจน, ไนโตรเจน, ไฮโดรเจน, อลูมิเนียมและซิลิกอนและส่วนที่เหลือสำหรับสิ่งมีชีวิต "ธรรมดา" จะต้องใช้ในปริมาณที่ติดตาม ตัวอย่างเช่น ในทางทฤษฎี สามารถผลิตนมได้โดยตรงจากหญ้า โดยไม่ผ่านตัวเชื่อมระหว่างตัว - วัว คนไม่ต้องฆ่าสัตว์เพื่อทานไก่ทอดหรือเบคอนรมควัน สินค้าอุปโภคบริโภคจะถูกผลิต "ที่บ้าน"

Nanoed (nanofood) - คำใหม่ไม่ชัดเจนและไม่น่าดู อาหารสำหรับ nanhuman? ส่วนเล็กมาก? อาหารที่สร้างขึ้นในโรงงานนาโน? แน่นอนไม่ ยังคงเป็นทิศทางที่น่าสนใจในอุตสาหกรรมอาหาร ปรากฎว่า nanoeda เป็นแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ทั้งชุดที่กำลังดำเนินการและนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอยู่แล้ว ประการแรก นาโนเทคโนโลยีสามารถให้โอกาสพิเศษแก่คนงานด้านอาหารในการเฝ้าติดตามคุณภาพและความปลอดภัยของอาหารในแบบเรียลไทม์โดยตรงในระหว่างกระบวนการผลิต เรากำลังพูดถึงเครื่องตรวจวินิจฉัยโดยใช้นาโนเซนเซอร์ต่างๆ หรือที่เรียกว่าจุดควอนตัม ซึ่งสามารถตรวจจับการปนเปื้อนสารเคมีที่เล็กที่สุดหรือสารชีวภาพที่เป็นอันตรายในผลิตภัณฑ์ได้อย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้ วิธีการผลิต การขนส่ง และการเก็บรักษาอาหารสามารถแบ่งปันนวัตกรรมที่เป็นประโยชน์จากอุตสาหกรรมนาโนเทคโนโลยีได้ ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าเครื่องจักรอนุกรมเครื่องแรกประเภทนี้จะปรากฏในการผลิตอาหารจำนวนมากในอีกสี่ปีข้างหน้า แต่ความคิดที่รุนแรงกว่านั้นก็อยู่ในวาระการประชุมเช่นกัน คุณพร้อมหรือยังที่จะกลืนอนุภาคนาโนที่มองไม่เห็น? จะเกิดอะไรขึ้นหากใช้อนุภาคนาโนอย่างตั้งใจเพื่อส่งไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกายที่เลือกอย่างแม่นยำ สารอาหารและยา? จะเกิดอะไรขึ้นถ้านาโนแคปซูลดังกล่าวสามารถถูกนำเข้าสู่ อาหาร? จนถึงตอนนี้ยังไม่มีใครใช้ nanoedu แต่การพัฒนาเบื้องต้นกำลังดำเนินการอยู่ ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าอนุภาคนาโนที่รับประทานได้นั้นทำมาจากซิลิคอน เซรามิก หรือโพลีเมอร์ และแน่นอน - สารอินทรีย์ และหากทุกอย่างชัดเจนเกี่ยวกับความปลอดภัยของสิ่งที่เรียกว่าอนุภาค "อ่อน" ซึ่งมีโครงสร้างและองค์ประกอบคล้ายกับวัสดุชีวภาพ อนุภาค "แข็ง" จะประกอบด้วย สารอนินทรีย์ใหญ่ จุดขาวที่จุดตัดของสองดินแดน - นาโนเทคโนโลยีและชีววิทยา นักวิทยาศาสตร์ยังคงไม่สามารถบอกได้ว่าอนุภาคดังกล่าวจะเดินทางไปในร่างกายเส้นทางใดและจะหยุดที่ใด นี้ยังคงที่จะเห็น แต่ผู้เชี่ยวชาญบางคนก็ได้วาดภาพคุณประโยชน์ของนาโนเอดะไว้แล้ว นอกจากส่งมอบของมีค่า สารอาหารสู่เซลล์ที่ต้องการ แนวคิดมีดังนี้ ทุกคนซื้อเครื่องดื่มชนิดเดียวกัน แต่ผู้บริโภคจะสามารถจัดการกับอนุภาคนาโนได้เอง เพื่อให้รสชาติ สี กลิ่น และความเข้มข้นของเครื่องดื่มเปลี่ยนไปต่อหน้าต่อตาเขา

4. การรักษาความปลอดภัยวัสดุใหม่

การสร้างโครงการ "NANOmir ของเรา!"

การสะท้อน

ใช้กลยุทธ์ "Three M"