นาโนเทคโนโลยีและประโยชน์ต่อสังคม

ตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์มนุษย์ได้แสวงหาวิธีที่จะปรับปรุงวิถีชีวิตของตนโดยพยายามใช้ประโยชน์จากสิ่งต่าง ๆ ที่ธรรมชาติหยิบยื่นให้และเปลี่ยนแปลงสิ่งเหล่านี้เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้นพร้อมคุณสมบัติที่มุ่งตอบสนองความต้องการเฉพาะ

บางบันทึกในประวัติศาสตร์ระบุว่าในช่วงศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสตกาลช่างทำแก้วชาวโรมันได้สร้างคริสตัลบางอย่างที่มีโลหะนาโนเมตริกเช่นถ้วยที่แสดงถึงการสิ้นพระชนม์ของกษัตริย์ Lycurgus ซึ่งมีอนุภาคของทองคำและเงินเป็นส่วนประกอบในวัสดุ ความประณีตที่เป็นแก้วและมะนาว

นาโนเทคโนโลยีก่อตั้งขึ้นเพื่อเป็นงานวิจัยในปี พ.ศ. 2502 เมื่อมีการจัดการประชุมชื่อ“ มีมากมายที่ด้านล่าง” ซึ่งได้รับจาก Richard P. Feynman

ด้วยการพัฒนาทางนาโนเทคโนโลยีทำให้สามารถผลิตโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ในระดับนาโนเมตริกเช่นอุปกรณ์เลเซอร์ความทรงจำสำหรับคอมพิวเตอร์ที่เก็บข้อมูลได้ไม่สิ้นสุดในด้านต่างๆเช่นวิศวกรรมโมเลกุลไบโอเซนเซอร์สามารถผลิตเพื่อใช้ในมนุษย์และสัตว์ได้ เพื่อศึกษาภาวะสุขภาพและบริหารยา

นาโนเทคโนโลยีไม่ใช่คำมั่นสัญญาอีกต่อไปในโลกปัจจุบันและกลายเป็นความจริงที่แสดงถึงเครื่องมืออันทรงพลังสำหรับอนาคตของมนุษยชาติเนื่องจากความเป็นไปได้ที่ยิ่งใหญ่ที่เสนอให้กับด้านต่างๆเช่นชีววิทยาการแพทย์อุตสาหกรรมยานยนต์ สิ่งทอและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ อีกมากมายแสดงให้เห็น

โลกใบเล็ก: นาโนเทคโนโลยีความก้าวหน้าและประโยชน์ต่อสังคม

การสร้างปิรามิดในอียิปต์และในเม็กซิโกยุคก่อนสเปนเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของความสามารถนี้อย่างไรก็ตามช่วงเวลาที่แน่นอนในประวัติศาสตร์ที่มนุษย์เริ่มใช้วัสดุในรูปแบบนาโนเมตริกยังไม่ได้ถูกกำหนดขึ้นเป็นพิเศษ (Gutierrez และคณะ 2015)

อย่างไรก็ตามบันทึกในประวัติศาสตร์บางฉบับระบุว่าในช่วงศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสตกาลช่างทำแก้วชาวโรมันได้สร้างคริสตัลบางอย่างที่มีโลหะนาโนเมตริกเช่นถ้วยที่แสดงถึงการสิ้นพระชนม์ของกษัตริย์ Lycurgus ซึ่งมีอนุภาคเล็ก ๆ ของทองคำและเงิน วัสดุการผลิตที่เป็นแก้วและปูนขาวและด้วยเหตุนี้สีจึงอยู่ระหว่างสีเขียวและสีแดงเข้มเมื่อมีการจัดการแสงภายใน

ปัจจุบันและในฐานะผลผลิตของวิวัฒนาการหลายพันปีวิทยาศาสตร์นาโนได้ถือกำเนิดขึ้นซึ่งแม้ว่าจะดูเป็นคำที่เข้าใจยาก แต่การมีส่วนร่วมที่มีต่อประชากรโลกก็มีความสำคัญและโดดเด่นมากขึ้นเรื่อย ๆ

นาโนศาสตร์หรือที่เรียกว่าเทคโนโลยีเนื่องจากการใช้การวิจัยขั้นพื้นฐานและประยุกต์สามารถกำหนดได้ว่า: ชุดของวิธีการและความรู้ที่มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอธิบายและอธิบายโครงสร้างการทำงานที่มีขนาดเล็กกว่าไม่กี่โหล นาโนเมตรหนึ่งนาโนเมตรเท่ากับ 0.00000001 เมตร สำหรับการศึกษาโครงสร้างเหล่านี้ประกอบด้วยการวิเคราะห์คุณสมบัติทางโครงสร้างแม่เหล็กและทางกลทางเคมีและปฏิสัมพันธ์กับโครงสร้างอื่น ๆ

ปัจจุบันนาโนเมตรได้รับการยอมรับใน SI เช่นเดียวกับการวัดโดยประมาณของอะตอมและโมเลกุลที่ประกอบกันเป็นสสารหากคุณคิดเกี่ยวกับขนาดของเส้นผมมนุษย์ที่วัดได้โดยเฉลี่ย 75000 นาโนเมตรดีเอ็นเอเกลียวคู่มีความหนา 2 นาโนเมตรคุณสามารถทราบได้ว่าเล็กเพียงใด ซึ่งกลายเป็นนาโนเมตร

"อนุภาคนาโนจะต้องพิจารณา 3 ด้านคือขนาดอยู่ระหว่าง 1 ถึง 100 นาโนเมตรซึ่งวัสดุและคุณสมบัติของมันเปลี่ยนไปในช่วงนี้และยังมีการควบคุมและทำความเข้าใจว่ากำลังผลิต" (Gutierrez และคณะ 2015)

เพื่ออ้างถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเหรียญทองสามารถเปรียบเทียบกับแท่งโลหะที่เหมือนกันและมีความบริสุทธิ์เท่ากัน แต่แสดงในระดับที่เล็กกว่ามากพวกมันมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีเหมือนกันของตัวอย่างแรกและถ้าเหรียญถูกแบ่งออก ในส่วนที่เท่ากันแต่ละชิ้นจะยังคงเป็นสีทองเงางามและมีลักษณะของแท่งโลหะ

อย่างไรก็ตามหากกระบวนการแบ่งนี้ดำเนินต่อไปและถึงระดับนาโนจะสังเกตได้ว่าชิ้นส่วนทองคำนาโนจะไม่เป็นสีทองอีกต่อไปและอาจเป็นสีแดงสีส้มสีม่วงและสีเขียวขึ้นอยู่กับขนาด

นาโนเทคโนโลยีก่อตั้งขึ้นเพื่อเป็นสาขาการวิจัยในปี พ.ศ. 2502 เมื่อมีการจัดการประชุมที่เรียกว่า "มีมากมายที่ด้านล่าง" ซึ่งมอบให้โดย Richard P. Feynman ในการประชุมประจำปีของ American Physical Society ในการพูดคุยครั้งนี้ Feynman อธิบาย ว่ากฎของธรรมชาติไม่ขัดขวางความสามารถในการทำงานในระดับโมเลกุลซึ่งอะตอมโดยอะตอมได้รับการจัดการและมั่นใจได้ว่ากลศาสตร์ควอนตัมไม่ได้ยกเว้นความเป็นไปได้ที่เครื่องจักรขนาดเล็กสามารถสร้างได้ เมื่อเทียบกับขนาดของโมเลกุล

อย่างไรก็ตามจนถึงช่วงทศวรรษที่ 80 เมื่อนาโนเทคโนโลยีโดดเด่นในวงการวิทยาศาสตร์เมื่อมีวิธีการที่เหมาะสมมากขึ้นสำหรับการศึกษาโครงสร้างนาโนโดยละเอียดมากขึ้นในปี 1981 ได้มีการพัฒนาวิธีการเพื่อให้ได้ชิ้นส่วนโลหะด้วยความช่วยเหลือของเลเซอร์เข้มข้นที่จะทำให้โลหะกลายเป็นไอ และสร้างพลาสมา

ประวัติศาสตร์นาโนเทคโนโลยี

ประเด็นสำคัญ

ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์
ปี	เหตุการณ์
450 ปีก่อนคริสตกาล	การเกิดขึ้นของปรัชญาของโรงเรียนปรมาณู (เป็นที่ยอมรับว่าอะตอมเป็นบล็อกที่แบ่งแยกไม่ได้ซึ่งประกอบขึ้นเป็นสสาร)
1918	ไฟน์แมนเกิดที่นิวยอร์ก
1965	การศึกษาด้านพลศาสตร์ไฟฟ้าทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์
1974	Norio Tanaguchi กำหนดแนวคิดของนาโนเทคโนโลยีในช่วงปีนี้มันเริ่มเติบโตและมีนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากขึ้นทำงานในหัวข้อต่างๆของมัน
1980	ความคิดเกิดขึ้นว่าเอริคเดร็กซ์เลอร์สามารถสัมผัสกับอะตอมได้ซึ่งจัดการกับอะตอมและโมเลกุล
1985	พบว่าฟูลเลอรีนหรือ C60 เป็นครั้งแรกที่มีลักษณะทางกายภาพเคมีคณิตศาสตร์และความงามและเป็นรูปแบบที่สามของคาร์บอนที่เสถียรที่สุด
1986	Drexler ประสบความสำเร็จในการตีพิมพ์หนังสือเล่มแรกเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยีชื่อ Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology
1987	การประชุมสัมมนาด้านนาโนเทคโนโลยีครั้งแรกจัดขึ้นที่ Massachusetts Institute of Technology เกิดขึ้น
1990	บริษัท ไอบีเอ็มสามารถเขียนโลโก้ของ บริษัท ในระดับอะตอมด้วยอะตอมซีนอน 35 อะตอมแผ่นโลหะผลึกเล็ก ๆ และกล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์ซึ่งถ่ายภาพพื้นผิวในระดับอะตอมและสามารถใช้ในน้ำอากาศและของเหลวได้
1997	บริษัท แรกที่ทุ่มเทให้กับการพัฒนาวัสดุด้วยโครงสร้างนาโนได้ถูกสร้างขึ้นและรวมเข้ากับผลิตภัณฑ์จากพื้นที่ต่างๆ
2000	ประธานาธิบดีวิลเลียมเจ. คลินตันกล่าวถึงความสำคัญของนาโนเทคโนโลยีสำหรับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและในเดือนกุมภาพันธ์ปีเดียวกันได้ประกาศการลงทุน 497 ล้านดอลลาร์เพื่อสร้างความริเริ่มนาโนเทคโนโลยีแห่งชาติหลายหน่วยงานซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างแนวร่วม ในวงกว้างในสถาบันการศึกษาในระดับเอกชนและภาครัฐเพื่อขยายการศึกษาด้านนาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยี
2014	40 ปีของการเกิดขึ้นของคำว่านาโนเทคโนโลยีได้รับการเฉลิมฉลอง ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีการค้นพบมากมายอย่างไรก็ตามยังมีพื้นที่มากมายให้สำรวจในพื้นที่นี้

ข้อดีของการทำงานแบบอะตอมต่ออะตอม

ข้อดีของการทำงานของอะตอมโดยอะตอมคือมีโครงสร้างที่เล็กกว่าซึ่งแปลเป็นข้อดีได้เช่นกันเพราะยิ่งอะตอมเข้าใกล้ขีด จำกัด มากเท่าไหร่ก็จะเกินขีด จำกัด ของฟิสิกส์คลาสสิกและนั่นคือเมื่อวัสดุมี พวกมันมีพฤติกรรมที่แตกต่างอย่างมากจากสภาวะมหภาค

ไม่ว่าจะเป็นโลหะของเหลวหรือของแข็งก็จะกลายเป็นวัสดุที่มีความแตกต่างกันในด้านต่างๆเช่นความแข็งความยืดหยุ่นความร้อนแม่เหล็กและการนำไฟฟ้าและภายใต้เงื่อนไขเชิงกลยุทธ์จะตั้งอยู่ในระดับนาโนเมตริกได้ดีกว่าและเป็นความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่อย่างแม่นยำ และปริมาตรซึ่งแปลเป็นศักยภาพในการเร่งกระบวนการเร่งปฏิกิริยา

ด้วยวิธีนี้บางพื้นที่ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมสุขภาพพลังงานและอุตสาหกรรมอาจได้รับประโยชน์

การประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยี

พวกเขายังพูดถึงความเป็นไปได้ในการสร้างสายนาโนและทรานซิสเตอร์นาโนที่ประกอบและจัดเรียงเป็นวงจรซึ่งจะนำไปสู่การสร้างอุปกรณ์นับพันได้เร็วขึ้นและใช้ทรัพยากรทางการเงินน้อยลง

นาโนเทคโนโลยีและผลกระทบต่อสังคม

การแพทย์และสุขภาพเป็นพื้นที่ที่มีการศึกษาหลายแง่มุมและเพื่อสร้างความก้าวหน้าในด้านนาโนเทคโนโลยีสิ่งนี้ให้ประโยชน์ที่แตกต่างกันต่อสังคม

ในบรรดาสายงานวิจัยหลักในสาขานี้ ได้แก่ การสร้างผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ใหม่ ๆ ที่สามารถอำนวยความสะดวกในการจัดส่งยาในแหล่งกำเนิดวิธีการวินิจฉัยการติดตามผู้ป่วยและการผ่าตัดที่มีการบุกรุกน้อยลงพร้อมความสามารถในการฟื้นตัวที่เร็วที่สุด

ปัจจุบันมียาเม็ดอัจฉริยะที่บรรลุการรักษาแบบไม่รุกรานเพื่อให้บรรลุเป้าหมายโดยไม่ก่อให้เกิดผลข้างเคียงนอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตอวัยวะเทียมเนื้อเยื่อและการปลูกถ่ายที่ดำเนินการโดยใช้วัสดุนาโนที่เข้ากันไม่ได้

แอพพลิเคชั่นบางอย่างสำหรับอนาคตรวมถึงอุปกรณ์ที่สามารถเข้าถึงเซลล์ที่เปลี่ยนแปลงเช่นเนื้องอกและยังกระตุ้นการรักษาที่รุกรานน้อยลง

ในกรณีของผู้ป่วยโรคมะเร็งวิสัยทัศน์สำหรับอนาคตคือสามารถจัดการการรักษาเฉพาะสำหรับโรคและผู้ป่วยแต่ละประเภทและฝึกฝนการแพทย์เฉพาะบุคคลมากขึ้นโดยมีผลข้างเคียงน้อยลง (Dopazo, 2015)

“ ในทางกลับกันÁngel Cebolla ผู้อำนวยการใหญ่ของ บริษัท Biomedal ซึ่งเป็นชาวสเปนและผู้อำนวยการใหญ่อธิบายว่าแอนติบอดีเป็นยานาโนเทคโนโลยีตามธรรมชาติ การใช้โมโนโคลนอลแอนติบอดีในการรักษาโรคเช่นมะเร็งโรคไขข้ออักเสบมีข้อดีมากมายนับไม่ถ้วนเนื่องจากปลอดภัยเข้าถึงได้เกือบทั่วร่างกายมีความจำเพาะมีความเสถียรและลดระยะเวลาในการพัฒนาให้สั้นลง” (Sanz, 2014)

ผ้านาโนเทคโนโลยี

ผ้าที่มีการเคลือบนาโนเทคโนโลยีมีน้อยมากที่จะได้รับการแนะนำในตลาดพวกเขาไม่ได้สังเคราะห์ แต่ยังรวมถึงพืชผักและจากธรรมชาติและในนั้นเป็นไปได้ที่จะรวมอนุภาคนาโนลงบนพื้นผิวโดยรักษาคุณสมบัติคุณสมบัติความนุ่มนวล เปล่งประกายและร่วงหล่น

ตัวอย่างเช่นผ้าฝ้าย ประมาณในปี 2000 นาโนเทคโนโลยีเริ่มถูกนำมาใช้ในห้องปฏิบัติการสิ่งทอและเพิ่มเข้าสู่ยุคไฮเทคทำให้มีความก้าวหน้าในด้านคุณภาพและประโยชน์มากขึ้น เช่น:

สุนทรียศาสตร์:ชิ้นส่วนสามารถต้านทานการรั่วไหลของของเหลวโดยไม่ถูกดูดซึมไม่ยับย่นและป้องกันคราบสกปรก

Therapeutics:ที่มีคุณภาพบางอย่างที่จะช่วยให้เงื่อนไขดังกล่าวเป็นเส้นเลือดขอดและรอยแตกลาย, หมึกกล้ามเนื้อและ Balancer โมเลกุล

ตัวป้องกัน:มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียตัวป้องกันรังสี UVB / UVA ตัวป้องกันมลภาวะและก๊าซที่เป็นอันตราย ที่ใช้มากที่สุดคือยาฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่ทำจากอนุภาคเงิน เนื่องจากมีคุณสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรียตามธรรมชาติที่ได้รับการเสริมแรงเมื่อโลหะก่อตัวเป็นอนุภาคขนาดเล็กมากซึ่งมีขนาด 10 ถึง 20 นาโนเมตร

ในกรณีของการบำบัดเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาชุดชั้นในถูกสร้างขึ้นด้วยมอยส์เจอร์ไรเซอร์ระหว่างเส้นใยภายในไมโครแคปซูล นาโนเทคโนโลยีประเภทนี้ช่วยให้คุณจัดการกับความชุ่มชื้นของผิวโดยปล่อยมอยส์เจอร์ไรเซอร์ตามที่ผิวต้องการ

อีกผลิตภัณฑ์หนึ่งที่เพิ่งเข้าสู่ตลาดคือยีนส์ปรับสมดุลกล้ามเนื้อและปรับสมดุลโมเลกุล สิ่งเหล่านี้ผ่านการบำบัดด้วยอนุภาคนาโนในเส้นใยและโดยการให้ความร้อนอนุภาคนาโนสามารถสร้างพลังงานขนาดเล็ก แต่สมบูรณ์แบบเพื่อกระตุ้นและปรับสมดุลโมเลกุลของร่างกาย

การทำฟาร์ม

จากนาโนเทคโนโลยีความเป็นไปได้ในการออกแบบพืชโดยใช้การจัดการเมล็ดพันธุ์เกิดขึ้น การวิจัยส่วนใหญ่ในสาขานี้มีพื้นฐานมาจากการพัฒนาเทคนิคใหม่ที่ใช้อนุภาคนาโนที่ทำให้สามารถนำดีเอ็นเอได้มนุษย์ต่างดาวกับเซลล์

“ ตัวอย่างเช่นนักวิจัยจาก Oak Ridge Laboratory ได้ค้นพบเทคนิคระดับนาโนเพื่อฉีดดีเอ็นเอเข้าไปในเซลล์นับล้านพร้อม ๆ กัน เส้นใยนาโนคาร์บอนหลายล้านตัวที่มีดีเอ็นเอสังเคราะห์ติดอยู่ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้เติบโตจากชิปซิลิกอน จากนั้นเซลล์ที่มีชีวิตจะถูกโยนไปที่เส้นใยที่เจาะเข้าไปและฉีดดีเอ็นเอเข้าไปในกระบวนการ เมื่อฉีดดีเอ็นเอสังเคราะห์แล้วจะแสดงออกถึงโปรตีนใหม่และลักษณะใหม่ที่ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ สารกำจัดศัตรูพืชนาโนเมตริก: สารพิษที่ห่อหุ้ม "(Quintili, 2012)

นอกจากนี้ในปัจจุบันอุตสาหกรรมที่ทุ่มเทให้กับการผลิตสารกำจัดศัตรูพืชกำลังเข้าสู่การใช้สารออกฤทธิ์ระดับนาโนเมตริกและ บริษัท เคมีเกษตรหลัก ๆ ของโลกได้ดำเนินการวิจัยและพัฒนาเพื่อให้ได้สูตรนาโนใหม่ ๆ ในการผลิตสารกำจัดศัตรูพืช

สรุป:

นาโนเทคโนโลยีเป็นเครื่องมือที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อค้นหาแนวทางแก้ไขสำหรับสภาวะต่างๆของมนุษย์อย่างไรก็ตามยังมีอีกมากที่ต้องศึกษาในสาขานี้เพื่อให้ผลลัพธ์ของการพัฒนาเหล่านี้นำไปสู่ประโยชน์สูงสุดสำหรับสังคมซึ่งในปัจจุบันมีอยู่มากมาย สาขาวิชาที่กำลังดำเนินการวิจัยด้านนาโนเทคโนโลยีและคาดว่าการประยุกต์ใช้จะปฏิวัติเงื่อนไขของมนุษยชาติในอนาคต

การอ้างอิงบรรณานุกรม

อนายา, DM (2550). นาโนเทคโนโลยี: ศิลปะการจัดการเรื่องอะตอมโดยอะตอม สภาพแวดล้อมของ NUCLEAR

DOPAZO, A. (2015). ไมโครและนาโนเทคโนโลยีในการแพทย์: DNA CHIPS หรือ MICROARRAYS ศูนย์แห่งชาติเพื่อการวิจัยทางมะเร็งวิทยา

GUTIERREZ, ET AL (2015). นาโนเทคโนโลยี 40 ปีหลังจากการปรากฏตัว: ความสำเร็จและแนวโน้ม CIIDIT FIME- UANL

QUINTILI, M. (2012). นาโนเทคโนโลยีและนาโนเทคโนโลยี… โลกขนาดเล็ก SCIELO สมุดบันทึกของศูนย์สำหรับการศึกษาการออกแบบและการสื่อสาร

SANZ, E. (27 มิถุนายน 2014) น่าสนใจมาก. ได้รับจากสิ่งที่น่าสนใจมาก:

ระบบหน่วยสากล

กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก

ดาวน์โหลดไฟล์ต้นฉบับ