Perché la nanotecnologia è più di una parola d'ordine

Perché la nanotecnologia è più di una parola d'ordine Il colore delle nanoparticelle d'oro in sospensione varia a seconda delle dimensioni delle nanoparticelle. Valeg96, CC BY

Che cosa ti suggerisce la parola "nanotecnologia"?

Ho trascorso la parte migliore di una settimana parlando di il termine "nanotecnologia" e se si tratti di un campo reale, di un termine reale o meno.

Nel suo senso più semplice, la nanotecnologia significa lavorare con materiali nella scala di un miliardesimo di metro. Il prefisso "nano" si riferisce a un miliardesimo: fa parte della scala scientifica di misurazione.

Uso il termine nanotecnologia come termine pratico per descrivere il mio campo di ricerca. La mia ricerca riguarda la produzione di nanoparticelle che possono essere utilizzate come minuscole capsule per somministrare farmaci alle cellule. Lavoro con proteine ​​e una gamma di nanoparticelle d'oro per cercare di raggiungere questo obiettivo.

Vendita di nanotecnologie

Come molti termini scientifici e accademici, la nanotecnologia (anche conosciuta come "nano") è un termine sovrautilizzato e sovradimensionato nei mass media.

Le aziende cosmetiche pubblicizzano prodotti con la "nanotecnologia", forse sperando di trasmettere quei piccoli robot che stanno riparando la tua pelle. Tuttavia, questi prodotti hanno maggiori probabilità di includere solo liposomi - piccole bolle di lipidi a doppio strato. Sono nanoparticelle, non proprio i robot nano che immagineremmo dalla fantascienza.

Il progetto Tata Nano auto in India e Apple iPod Nano il lettore musicale usa anche il prefisso "nano". È diventato un prefisso conveniente, nello stesso modo in cui "micro" e "smart" sono termini di marketing abusati e effettivamente privi di significato.

A complicare ulteriormente le cose, le nanotecnologie e le nanoscienze sono ora popolarmente sinonimo di "robot in miniatura che trasformeranno il mondo in qualcosa di grigio" o minuscole minacce invisibili al nostro Salute e ambiente.


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È vero che ce ne sono alcuni preoccupazione intorno ai potenziali effetti ambientali di nanomateriali disposti in modo inappropriato. La tossicologia dei nanomateriali e le questioni normative riguardanti il ​​loro uso e smaltimento sono una discussione in corso.

Ma è frustrante come un comunicatore scientifico e uno scienziato vedere il termine "nano" usato in alcuni di questi modi - non per mancanza di umorismo, ma a causa della quantità di sforzo richiesta per contrastare questi equivoci è spesso sproporzionato rispetto alla facilità con cui sono abusati

'Nano' significa niente?

Quindi il termine nanotecnologia si applica a tutto e quindi non significa nulla? Mentre nano è una parola d'ordine nella pubblicità e nei media, c'è una comprensione più specifica di ciò che comporta nella scienza - o meglio, ingegneria.

La nanotecnologia è un campo ampio che copre la ricerca e le invenzioni che fanno uso degli effetti quantistici che avvengono su scala nanometrica - cioè, al nanometro o al miliardesimo di un metro.

A causa delle dimensioni dei materiali e delle particelle a questo livello, gli effetti quantici diventano più pronunciati su scala nanometrica e possono essere utilizzati per generare materiali completamente nuovi e più sottili.

Il termine "effetti quantici"Qui si riferisce alle proprietà del materiale che forma il punto di fusione, la fluorescenza, la conduttività elettrica e la reattività chimica.

Ad esempio, su scala nanometrica, ci sono nuove proprietà ottiche - ovvero, le reazioni tra la luce e il materiale - che possono essere utilizzate per applicazioni come nanobarcoding.

Le nanotecnologie utilizzano queste proprietà per creare nuovi materiali e dispositivi - qualsiasi cosa, dall'elettronica soft, superlattici plasmonici (nanomateriali ultrasottili che interagiscono con la luce), oro, argento e nanoparticelle di polimeri, nanofili e così via.

In realtà, le biomolecole e i virus sono la nanotecnologia originale e tutta naturale. Le biomolecole come il DNA possono immagazzinare il codice genetico della vita, ma la struttura del DNA può essere usata per generare nanofili, e il DNA può essere usato come un ponte tra le particelle per collegali insieme.

Le proteine ​​possono essere utilizzate come scaffold per rendere note strutture metalliche strutture metallo-organiche che può essere usato come filtro o per fornire terapie, per nominare solo due applicazioni.

Possiamo anche produrre materiali da materiali inorganici come oro e argento - ora sono disponibili penne che consentono di disegnare circuiti nanofili.

Sunscreen ha nanoparticelle e nanoparticelle d'argento sono usati come agenti anti-batterici in molti oggetti di uso quotidiano. Le batterie al litio utilizzano nanotecnologie per una migliore conservazione: infatti, la nanotecnologia è fondamentale per migliorare prestazioni e capacità della batteria.

E la nanotecnologia è utile nei dispositivi di miniaturizzazione e migliora le loro prestazioni. Ora disponiamo di sequenziatori di DNA manuali che possono essere utilizzati sul campo. Non dobbiamo più inviare campioni al laboratorio e attendere i risultati: possiamo sequenziare il DNA sul posto, grazie all'uso intelligente di proteine ​​in dispositivi miniaturizzati.

La maggior parte della ricerca sulle nanotecnologie è interdisciplinare (unisce competenze diverse), anche transdisciplinare (opera in molti campi della scienza). È necessario approfondire la chimica (inorganica e organica), l'elettronica, la chimica analitica, la chimica delle superfici, la chimica e la struttura delle proteine, la chimica degli acidi nucleici (DNA e RNA), i lipidi (grassi) e molte altre tecniche.

Quindi, è spesso più facile usare il termine catch-all "nanotecnologia" quando si descrive questo tipo di ricerca che coinvolge molte discipline.

Usiamo proprietà su nanoscala di materiali, creatività e inventiva per creare nuove tecnologie, nuovi materiali, nuove strutture e, forse, in futuro, nuovi modi di essere.

Pensaci in questo modo: se vuoi ridurre i dispositivi, riduci i componenti di questi dispositivi. La nanotecnologia utilizza solo componenti di dimensioni nanometriche per costruire questi dispositivi, utilizzando gli effetti quantici di rilievo su questa scala.

La nanotecnologia riunisce tutte queste caratteristiche per applicazioni utili.

Nano non è tutto 'BS'

Sul fronte del carbone, la ricerca è per lo più idee intriganti che richiedono una noiosa ottimizzazione; cercando di fabbricare piccoli articoli da un processo bottom-up (ovvero, costruendo su scala nanometrica) piuttosto che dall'alto verso il basso (rifinendo i materiali esistenti).

Nella nanotecnologia, non dobbiamo rompere materiali di grandi dimensioni in piccoli pezzi, cerchiamo di generarli dal basso usando la chimica. Questo tipo di lavoro può essere noioso, ma quando funziona per la prima volta, è come una magia.

Quindi la nanotecnologia può, a volte, come Elon Musk implicito, essere un termine generico "BS".

Ma è anche un campo in cui molti scienziati e ingegneri lavorano ogni giorno e che molte università riconoscono. È un campo in crescita, in crescita, pieno di nuove invenzioni eccitanti e intelligenti.

In molti modi, è un tentativo veramente serio di incrociare insieme organico e inorganico in dispositivi che imitano le raffinate rifiniture della natura. È difficile - ed esilarante.The Conversation

Circa l'autore

Upulie Divisekera, dottoranda, Università di Monash

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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