Hvorfor Nanoteknologi er mer enn bare et buzzword

Hvorfor Nanoteknologi er mer enn bare et buzzword Fargen på gull nanopartikler i suspensjon varierer i henhold til størrelsen på nanopartikler. Valeg96, CC BY

Hva henger ordet "nanoteknologi" opp for deg?

Jeg har brukt den beste delen av en uke snakker om begrepet "nanoteknologi" og om det er et ekte felt, en ekte term eller ikke.

I sin enkleste forstand betyr nanoteknologi å jobbe med materialer på en milliardedel av en meter. Prefektet "nano" refererer til en milliarddel: det er en del av den vitenskapelige målestokken.

Jeg bruker begrepet nanoteknologi som en praktisk catch-all term for å beskrive mitt forskningsfelt. Min forskning handler om å lage nanopartikler som kan brukes som små kapsler for å levere stoffer til celler. Jeg jobber med proteiner og en rekke gull nanopartikler for å prøve å nå dette målet.

Selge nanoteknologi

Som mange vitenskapelige og akademiske termer er nanoteknologi (også kjent som "nano") et overutnyttet, overhypet uttrykk i massemediene.

Kosmetiske selskaper annonserer produkter med "nanoteknologi" - kanskje håper å formidle at små robotter reparerer huden din. Imidlertid er disse produktene mer sannsynlig å bare inkludere liposomer - små, dobbeltlagede bobler av lipid. De er nanopartikler, ikke helt nano roboter vi ville forestille oss fra science fiction.

De Tata Nano bil i India og Apples iPod Nano musikkspiller bruker også prefikset "nano". Det har blitt et praktisk prefiks, på samme måte som "mikro" og "smart" er overbrukte og effektivt meningsløse markedsvilkår.

For å komplisere ting videre, er nanoteknologi og nanovitenskap nå populært synonymt med "miniatyr roboter som vil gjøre verden til grå goo"Eller mindre usynlige trusler til vår Helse og miljø.


Få det siste fra InnerSelf


Det er sant at det er noen bekymring rundt de potensielle miljøeffekter av ukorrekt disponerte nanomaterialer. Toksikologien til nanomaterialer og regulatoriske problemer rundt bruk og avhending er en pågående diskusjon.

Men det er frustrerende som en vitenskapskommunikator og forsker for å se begrepet "nano" som brukes på noen av disse måtene - ikke for mangel på humor, men på grunn av mengden innsats som kreves for å imøtekomme disse misforståelsene, er ofte uforholdsmessig til det enkle som de blir misbrukt.

Betyr "nano" ingenting?

Så gjelder begrepet nanoteknologi alt, og betyr derfor ingenting? Mens nano er et buzzword i reklame og media, er det en mer spesifikk forståelse av hva det innebærer i vitenskapen - eller rettere, engineering.

Nanoteknologi er et bredt felt som dekker forskning og oppfinnelser som benytter kvanteffekter som skjer ved nanoskala - det vil si på nanometer eller milliarder av et meter nivå.

På grunn av størrelsen på materialene og partiklene på dette nivået, blir kvanteffektene mer uttalt på nanoskalaen, og kan brukes til å generere helt nye, tynnere materialer.

Begrepet "kvanteffekter"Her refererer til egenskapene til materialet som danner smeltepunkt, fluorescens, elektrisk ledningsevne og kjemisk reaktivitet.

For eksempel på nanoskala er det nye optiske egenskaper - det vil si reaksjoner mellom lys og materiale - som kan brukes til applikasjoner som nanobarcoding.

Nanoteknologi bruker disse egenskapene til å lage nye materialer og enheter - alt fra myk elektronikk, plasmoniske superlattices (ultratynne nanomaterialer som samvirker med lys), gull, sølv og polymer nanopartikler, nanotråder og så videre.

I sannhet er biomolekyler og virus den opprinnelige, helt naturlige nanoteksten. Biomolekyler som DNA kan lagre livets genetiske kode, men DNA-strukturen kan brukes til å generere nanotråder, og DNA kan brukes som en bro mellom partikler til koble dem sammen.

Proteiner kan brukes som stillas for å lage metalliske strukturer kjent som metallo-organiske rammer som kan brukes som filtre eller for å levere terapier, for å nevne bare to applikasjoner.

Vi kan også lage materialer fra uorganiske materialer som gull og sølv - det er nå penner tilgjengelig som lar deg tegne nanotekretser.

Solkrem har nanopartikler, og sølv nanopartikler brukes som antibakterielle midler i mange hverdagsartikler. Litiumbatterier bruker nanotech for bedre lagring: faktisk er nanoteknologi kritisk for å forbedre batteri ytelse og kapasitet.

Og nanoteknologi er nyttig i miniatyrutstyr og forbedrer ytelsen. Vi har nå håndholdt DNA-sekvenser som kan brukes i feltet. Vi trenger ikke lenger å sende prøver tilbake til laboratoriet og vente på resultatene - vi kan sekvensere DNA på stedet, takket være den intelligente bruken av proteiner i miniatyriserte enheter.

De fleste nanoteknologiske undersøkelser er tverrfaglig (kombinerer forskjellig kompetanse), selv tverrfaglig (opererer på tvers av mange fagområder). Det krever at du dykker i kjemi (uorganisk og organisk), elektronikk, analytisk kjemi, overflatekjemi, proteinkjemi og struktur, nukleinsyrekjemi (både DNA og RNA), lipider (fett) og mange flere teknikker.

Så det er ofte lettere å bruke fangst-all termen "nanoteknologi" når man beskriver denne typen forskning som involverer mange fagområder.

Vi bruker nanoskala egenskaper av materialer, kreativitet og oppfinnsomhet for å skape ny teknologi, nye materialer, nye strukturer, og kanskje i fremtiden, nye måter å være.

Tenk på det på denne måten: Hvis du vil krympe enheter, gjør du komponentene til disse enhetene mindre. Nanoteknologi bruker bare nanometerstørrelseskomponenter for å bygge disse enhetene, ved hjelp av kvanteffekter som er fremtredende på denne skalaen.

Nanoteknologi trekker sammen alle disse funksjonene for nyttige applikasjoner.

Nano er ikke alle 'BS'

På kullflaten er forskning for det meste spennende ideer som krever kjedelig optimalisering; prøver å produsere små gjenstander fra en nedre prosess (det vil si bygge på nanoskala) i stedet for nedover (raffinering av eksisterende materialer).

I nanoteknologi trenger vi ikke å bryte store materialer opp i små stykker, vi prøver å generere dem fra bunnen av ved hjelp av kjemi. Denne typen arbeid kan være kjedelig, men når det virker for den første gangen, er det som magi.

Så nanotech kan, noen ganger, som Elon Musk implisitt, vær en "BS" catch-all term.

Men det er også et felt mange forskere og ingeniører jobber i hver dag, og at mange universiteter anerkjenner. Det er et voksende, spirende felt fullt av spennende og intelligente nye oppfinnelser.

På mange måter er det et virkelig seriøst forsøk på å krysse både organiske og uorganiske sammen i enheter som etterligner utsøkte naturforbedringer. Det er vanskelig - og spennende.Den Conversation

Om forfatteren

Upulie Divisekera, PhD kandidat, Monash University

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

{AmazonWS: searchindex = Litteratur; ordenes = nano; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}