NANOTEHNOLOGIJA

• Ispis
• E-mail

Korisnička ocjena: 5 / 5

Detalji

Kategorija: Budućnost tehnologije

Hitovi: 39814

Nanotehnologija i nauke koje su blisko povezane sa njom privlače mnogo pažnje.
Eksperti vjeruju da će nanotehnologija biti ključ mogućih tehnologija 21. stoljeća i da će uveliko
utjecati na ekonomske aspekte. Ona nam donosi veliki broj tehničkih novina, kao što je novi
materijal proizveden na Teksaškom Univerzitetu u Dalasu. Radi se o otkriću profesora Ray
Baughmana. Materijal je jači od čelika, providan i nevjerovatno lahak, 10000 kvadratnih metara
teži samo 280 grama. Novootkriveni pronalasci su pantalone koje ne primaju fleke, teniske lopte
koje ne gube elastičnost itd. Za ova dostignuća možemo zahvaliti istraživačima koji istražuju
sićušni svijet materije nano.

Ključne riječi: nanotehnologija, nanoboti, ugljične nanocijevi, nanogenerator.  kliknite na read more....

1. UVOD

Prefiks “nano“ potiče od grčke riječi “nannos“ što označava nešto sićušno , a pod “nanotehnologijom“ se podrazumijeva istraživanje i manipulacija materijom u sferi ispod 100 nanometra (nm) što znači da se radi o redu veličina molekula i virusa. Riječ nanotehnologija upotrebljava se sve češće u raznim značenjima , s jedne strane označava sve što se odigrava na nano ljestvici veličina u slijedu opće minijaturizacije makroskopskih objekata ka sve manjima i manjima, a s druge strane podrazumijeva striktno stvaranje mašina atom po atom, odnosno molekulu po molekulu. Često se naziva i molekularna nanotehnologija. Deset spojenih atoma vodika imaju dužinu jednog nanometra, a jedan milion nanometara čini jedan milimetar. Diljem svijeta, na institutima i univerzitetima hiljade naučnika istražuje tehnologiju na razini molekule, ispituje gradnju malih strojeva koji se ne vide golim okom, ili su bar tako velikih dimenzija kao što je ljudska dlaka. To je nova industrijska revolucija, nastavak informacijske revolucije na razini proizvodnje novih materijala i liječenja bolesti. Prave se prototipovi malih tvornica, veličine kocke sećera, koje ce proizvoditi hemikalije i materijale potrebne, recimo, za proizvodnju mikročipova za računare. Tako će se izbjeći transport i skladištenje hazardnih materijala: oni će se proizvoditi na licu mjesta u potrebnim količinama.

2. Povijest NANOTEHNOLOGIJE

Prije dvadesetak godina K. Eric Drexler sada profesor na Univerzitetu u Stanfordu potaknuo je razvoj molekularne nanotehnologije koja se temelji na konceptu kontrole pozicioniranja atoma i ostvarenja samoumožavanja molekularnih mašina. Cilj je stvaranje bilo koje željene strukture u skladu s zakonima fizike i hemije postavljanjem svakog pojedinačnog atoma na odgovarajuće mjesto a da pri tom sve bude i ekonomično. Richard P. Feynman u svom predavanju 29.12.1959. na godišnjem sastanku Američkog fizikalnog društva raspravlja o osnovnim problemima manipulisanja i kontrole na maloj skali veličina na primjeru zapisivanja i čitanja podataka na što manjim površinama. Mnogi istaknuti naučnici smatraju da je nanotehnologija (u širem smislu) pravi odgovor na ključne probleme današnjice koji ujedno određuju budućnost čovječanstva.Tako prof. Richard Smalley sa Univerziteta Rice, dobitnik Nobelove nagrade za hemiju 1996. godine ( otkriće molekule C60) u svom obraćanju financijerima smatra da se posljedice populacijskog buma (npr. energetska i ekološka kriza) mogu razriješiti prvenstveno razvojem nanotehnologije (npr. solarne nanotehnologije). Razvoj atomske litografije, zapisivanje
periodičnih struktura pomoću atomskih snopova, omogućiti će stvaranje dvodimenzionalnih periodičnih uzoraka s rezolucijom manjom od 100 nm. Niz je institucija koje se sve više uključuju u utrku, tako Scientific American redovito prati trendove u nanotehnologiji, finansira se sve više projekata , npr. Svjetski centar za procijenu tehnologija proučava stanje u Americi i svijetu istraživanje i razvoj nanočestica,
nanostrukturnih materijala i nanouređaja.

3. PRIMJENA

3.1. Medicina
Američki naučnici sa Stanford Univerziteta su uz pomoć nanotehnologije razvili novi
tretman protiv raka koji ne oštećuje zdravo tkivo. Tretman se sastoji od umetanja
sintetičkih nanocjevčica u stanice raka i njihovog zagrijavanja uz pomoć lasera. Te
nanocjevčice imaju polovinu promjera molekule DNK te ih u prosječnu stanicu može stati
nekoliko hiljada. Nakon što se cjevčice proizvedene od ugljika izlože laserskom svjetlu
bliskom infracrvenom dijelu spektra u roku od 2 minute dolazi do njihovog zagrijavanja na
70o C i smrti stanica u kojima se nalaze. Naučnici dodaju kako je pričvršćivanjem
antitijela za nanocjevčice moguće precizno naciljati tačno određeni tip stanica raka.
Standardna hemoterapija uzrokuje smrt i stanica tumora i zdravih stanica.

3.2. Autoindustrija

Novom tehnologijom nanoboja, koje sadrže anorganske silikonske čestice povezane
organskim polimerom znatno se povećava površinska tvrdoća boje i omogućuje veće
individualiziranje automobila Za razliku od obične boje, koja se sastoji od organskih
molekula, s dugačkim lancima ugljika, nanoboja sadrži anorganske čestice povezane
organskim polimerom. Te je anorganske čestice nanotehnologijom moguće tako gusto
povezati, da površina laka postaje vrlo tvrda i otporna na ogrebotine. Nano boje su i
višestruko otpornije na koroziju od klasičnih boja. Ona na površini formira mrežu ćelija,
čija pigmentacija ovisi o naponu koji vlada u sastavu te se lahko može mijenjati nijansa
boje.

3.3. Avioindustrija

Istraživači kreiraju male stvari sa zapanjujućim svojstvima. Na primjer “Carbon
nanotubes“, nanocijevi od ugljika. Ugljik koji se u formi grafita koristi u olovkama je
veoma lomljiv i mehak, dok je nanocijev od ugljika koja se sastoji od veoma tankog
grafitnog sloja u formi cijevi prečnika manjeg od pola nm čvršća od čelika sto puta, a pri
tom je šest puta lakša.. nanocijev je najtvrđi i materijal najstabilnije forme koju
poznajemo, pritom i jedan od najboljih provodnika toplote i struje na svijetu. Nanocijev
može da transportuje sto puta više struje od bakarne žice.Prema viđenju koncerna Boing
nanocijevčice ugljika mogu se ubuduće koristiti u avioindustriji.

3.4. Elektronika

Najmanja širina žica u elektronskim uređajima iz masovne proizvodnje je otprilike 50 nm,
odnosno oko 500 atoma u promjeru. Najtanja moguća žica bila bi široka samo jedan atom.
Takve žice danas je moguće proizvesti, iako ne za neki upotrebljivi elektronski uređaj, ali
su spoznaje u njihovim svojstvima korisne za njihovo planiranje. Paul Snijders i Sven
Rogge sa Kavli Institute of Nanoscience pri nizozemskom Delft tehničkom Univerzitetu i
Hanno Weitering sa Univerziteta u Tennesseeju uspjeli su izraditi najmanju zlatnu ogrlicu
na svijetu isparavajući dašak zlatnih atoma na slikionsku podlogu iz koja su prethodno
uklonjene nečistoće pečenjem na 1200 Kelvina. Kristalna struktura je izrezana tako da čini
stepenaste nabore. Prepušteni sami sebi, atomi sami su se posložili u žice poravnate sa
naborima svaka dužine po 150 atoma.

4. POJMOVI

4.1. Nanokristal

Nanokristal je nanoskopska čestica koja sadrži od nekoliko stotina do nekoliko desetaka
hiljada atoma koji su uređeni u kristalnu strukturu. Kako kristalni poredak mora završiti na
površini nanokristala, površinski atomi imaju manje susjeda od onih blizu centra
nanokristala. Oblik nanokristala je takav da minimizira slobodnu energiju ili 'površinsku
napetost'. Upravo zbog toga su nanokristali kompaktne strukture koje sliče kuglama što je
više moguće i dozvoljeno kristalnim poretkom nanokristala i ukupnim brojem atoma u
nanokristalu. Zbog velike izložene površine, nanokristali mogu biti vrlo hemijski aktivni i
nestabilni. Na primjer, za nanokristale srebra poznato je da su vrlo učinkoviti protiv
mikroba. Nanokristali su često građevni elementi nanostrukturiranih materijala.

4.2. Nanoboti

Nanobot je imaginarna mašina (robot) na skali od nekoliko do nekoliko desetaka
nanometara dizajniran da obavlja specifične poslove. Pojedinci (npr. E. Drexler) zamišljaju
nanorobote koji uništavaju stanice raka, 'prikupljaju' određene molekule (npr. slobodne
radikale), popravljaju oštećenja na stanici i slično. Prototipni modeli za većinu ovakvih
futurističkih koncepata su specijalizirane stanice (npr. fagociti koji uništavaju stranu tvar) i
stanični molekularni mehanizmi (npr. samoreplikacija DNA molekula). Kao zanimljivost,
'nano-sonde' su dio tehnologije Borga u serijalu 'Zvjezdane staze' ('We are The Borg.
Resistance is futile.') Vrlo 'popularna' vrsta nanorobota su oni koji imaju mogućnost da se
samorepliciraju (replikatori, asembleri...). Skoro da je nepotrebno reći da danas ne znamo
niti za jednu mašinu koju je stvorio čovjek, nanoskopski ili makroskopski, a koji se može
autonomno 'samoreplicirati' (pojedinci ukazuju na robote koji sklapaju robote u tvornicama
robota, ali ovo teško možemo nazvati samoreplikacijom).

4.3. Nanogenerator

Istraživači Tehnološkog instituta države Džordžije, jednog od najpoznatijih američkih
tehničkih Univerziteta, objavili su da su sagradili funkcionalni nanogenerator koji koristi
mehaničku energiju sopstvenog okruženja za proizvodnju jednosmerne struje.Ovo
dostignuće moglo bi da otvori put ka razvoju mikroskopski sitnih mašina za razne
namjene. Sagradjeni nanogenerator nema magnet i namotaje žice, niti obrtne dijelove.
Njegov koncept zasniva se na principu piezoelektriciteta, odnosno osobine nekih materijala
da pod mehaničkim pritiskom daju slabu struju. Uprošteno rečeno, generator izgleda kao
kutijica sa elastičnim poklopcem i dnom prekrivenim tankim slojem cinkovog oksida, u
koje su pobodene nanožičice od istog materijala. Elastični poklopac sa svoje unutrašnje
strane ima hiljade malih šiljaka od silikona prekrivenih platinom. Kada neka spoljna
mehanička sila - pritisak vazduha, pritisak krvi u krvim sudovima ili neka druga vrsta
vibracija, djeluje na elastični poklopac kutijice, nanožičice od cinkovog oksida dodiruju
šiljke od silikona i predaju im svoj električni naboj, pa se izmedju poklopca i dna kutijice
javlja razlika u naponu.

4.4. Nanozagađenje

Nano-zagađenje je zagađenje okoline proizvodima nanotehnologije. Danas je to uglavnom
futuristički koncept posebno s obzirom na količine nanostrukturiranih materijala koji se
proizvode, premda postoje studije koje ukazuju na toksičnost nekih od materijala
strukturiranih na nanoskali (npr. ugljikovih nanocijevi kad se udahnu, što uopće nije
neočekivano). U nekim krugovima postoji zabrinutost da bi nanoskopske čestice mogle biti
posebno opasne po ljudsko zdravlje jer je njihova veličina u rasponu tipičnom za biološke
strukture (virusi, proteinski kompleksi i slično). Špekulativni koncepti vezani uz nano-
zagađenje varijante su scenarija Sive ljige (Gray Goo).

5. NAJNOVIJA DOSTIGNUĆA U PODRUČJU NANOTEHNOLOGIJE

Mnogi naučnici i futuristi kažu da se svijet nalazi na ivici krupnih tehnoloških i
medicinskih otkrića, koja bi mogla da naučnu fantastiku pretvore u stvarnost. Otkrića u
tehnologiji na nivou molekula tzv. nanotehnologiji već se primjenjuju u industrijskim
proizvodima - od trajnijih tenis lopti, preko odjeće koja ne upija tečnosti do bržih računara
i novih raketnih goriva. Mnogi eksperti kažu da mogućnost kontrole spajanja molekula u
veće strukture radikalno mijenja neke grane nauke. Profesor Pol Safo, sa Univerziteta
Stanford, u Kaliforniji, već više od dvije decenije prati tehnološke promjene:”Pedesetih i
šezdesetih godina fizičari su sagradili atomsku bombu, odveli nas na Mjesec, izumili
mikroprocesor i dali nam revoluciju u oblasti informacija. Sada prelazimo na biologiju i
budućnost će pripadati ljudima koji proučavaju žive sisteme i pokušavaju da stvore nove,
uz pomoć nanotehnologije.A to će nam omogućiti nevjerovatne stvari.“Nanotehnologija je
daleko odmakla u medicini. Na Univerzitetu Brown, u Roud Islandu, istraživački tim
neurologa John Donohy-a sagradio je uređaj kojim su paralizovani pacijenti uspjeli da
upravljaju signalima iz sopstvenog mozga i da tako manipulišu predmetima. Jedan od njih
uspio je da otvori elektronsku poštu, mijenja kanale na televizoru i uključuje svijetlo u
sobi. Profesor Donohy kaže da taj uredjaj predstavlja kombinaciju nekoliko tehnologija:
”Bila su nam potrebna otkrića u elektrotehnici kako bismo mogli da sagradimo sićušni
uređaj sa stotinak elektroda kao dlačice, za primanje signala iz mozga. Takodjer je trebalo
poznavati mozak i znati gdje se mogu uhvatiti signali za pokretanje mišića. Zatim, bili su
nam potrebni i novi, manji i brži računari, za interpretaciju tih signala.“Istraživač na
Univerzitetu države Nebraska, Ravi Saraf, izvijestio je nedavno o razvoju elektronske kože
za robote, dvostruko osjetljivije od kože na ljudskom dlanu: ”Roboti su se do sada oslanjali
pretežno na sluh i vid, dok osjećaj dodira nisu imali. Većina današnjih robota ne mogu da
vam pruže čašu vode, jer bi snažniji stisak razbio čašu, a pri slabijem stisku čaša bi im
ispala iz ruke. “Prošle godine, jedan tim istraživača na Nortvestern Univerzitetu proizveo
je providne tranzistore pomoću kojih je moguće prikazati sliku prividno u vazduhu.
Istraživač Tobin Marks kaže da bi takav materijal mogao da nadje široku primjenu:
”Instrumenti u automobilu mogli bi da se premjeste na vjetrobran i da se očitavaju bez
spuštanja pogleda sa puta. Moguće je zamisliti vojnika sa naočarima na kojima se
projektuju važne informacije. Ili hirurga koji, dok operiše, može da prati šta se događa na
drugoj strani tijela pacijenta.“Ali mnogi naučnici upozoravaju da će ove nove, snažne
tehnologije, sve više utjecati na društvo, ekonomiju, politiku, pa i ljudski identitet. Profesor
Univerziteta Stanford, Pol Safo kaže da je tim važnije razviti propise o upotrebi
nanotehnologije: ”Lekcije koje su nam dali atomska bomba i nuklearna tehnologija, veoma
su instruktivne. Prvo smo izmislili bombu, a tek potom propise kojima pokušavamo da
ograničimo njenu upotrebu. A još ne znamo kako će se ta priča završiti. Isto ćemo uraditi
sa ovim novim tehnologijama“. Profesor Safo ipak kaže kako se slaže sa mnogim
ekspertima da će nanotehnologija doneti više dobrih nego loših stvari ljudskom rodu.

6. ZAKLJUČAK

Danas, čitajući referate sa brojnih konferencija i naučnih sastanaka, svjesni smo da se
nanotehnologija nalazi tu negdje uz nas, mozda već iza prvog ugla. I kao što kažu mnogi
profesori i eksperti nanotehnologije, ova nova nauka će donijeti više dobrih nego loših
stvari ljudskom rodu. Pojava nanotehnologije će imati za poslijedicu: samostalno sklapanje
upotrebne robe, nano medicina (kraj opasnim bolestima), prestanak zagađenja,
molekularna sinteza hrane, bilion puta brži računari, ekstremno novi izumi.

Izvor: nanotehnologija.110mb.com
\\\\\\\ ///////
( @ @ )
...o00.(_).00o...
www.fx-files.com
......may the force be with you.....
..........live long and prosper.........

• Prethodno
• Sljedeće