Giriş.
Uluslararası Ölçüm Sisteminde, kişilerin, kuruluşların ve şirketlerin birden çok birimin işlenmesini kolaylaştırmasını sağlayan bir dizi ön ek kullanılır. Örneğin 1 kilometreden bahsederken 1000 metreden bahsediyorsunuz çünkü ön ek kilo birimi yani metreyi bin ile çarptığını tespit ediyor. Yani bu sefer bahsedeceğimiz boyutu anlamak için bir metre ipliği düşünmelisiniz, bu metre 100'e bölünürse bir santimetre iplik elde edersiniz, 10'a bölünürse bir milimetre elde edersiniz. İpliğin milimetresi 1000'e bölünürse, bir mikrometre iplik elde edilir ve son olarak tekrar 100'e bölünürse bir nanometre iplik elde edilir.
Yorumlanabileceği gibi çok küçük bir ölçü ölçüsüdür, ancak şu anda teknolojik konularda ve sadece bir bölgede değil, dünyada da toplumu tamamen etkileyen yeni elektronik cihazların geliştirilmesinde en çok kullanılanlardan biridir. bütün dünya.
Üzerinde çalışmak, işlenen bileşenler ve malzemeler inanılmaz derecede küçük olduğundan ve çok dikkatli kullanılması gerektiğinden, en üst düzeyde kalite, teknolojik gelişme ve mükemmeliyetçilik anlamına gelir.
Ve ilk başta, bu tür teknolojilerin veya cihazların karşılaşabileceği sonsuz engelleri veya sorunları düşünseniz de, sahip olduğunuz tüm potansiyeli de düşünmek gerekir. Bu teknolojinin gelişiminin çok açık bir örneği bilgisayarlar, çünkü başlangıçta, sadece birkaç on yıl önce, var olan bilgisayarlar tüm bir odayı kapladı, çünkü bileşenleri büyüktü ve daha fazla alan gerektiriyordu, ancak günümüzde bilgisayarlar ve elektronik cihazlar gittikçe küçülüyor ve öncekilerden çok daha fazla faaliyet gerçekleştirebilirler. Bu, var olan potansiyel ve cihazların boyutunun gittikçe daha fazla küçülmesidir.
Hala büyümekte olan bir teknoloji dalıdır, henüz teknolojik cihazların geliştirilmesine devam etmenin mümkün olmadığı, ancak teknolojinin başka herhangi bir dalının sunduğu gibi artık söz konusu olamayacağı bir sınıra ulaşmamıştır. üstesinden gelmeye çalıştığı, insanın yaşam biçimini ve toplumun davranış ve günlük faaliyetlerini yürütme biçimini giderek daha fazla etkileyecek bazı zorluklar ve engeller.
Uluslararası Ölçüm Sistemi
Uluslararası olarak ele alınan önlemleri ve yorumlarını bilmek gerekir, çünkü bazı durumlarda kafa karışıklığını veya ölçek hatalarını önlemek için aşılması gereken bazı dil engelleri vardır. Önekler ve işlenen ölçüler şunlardır:
Tablo 1. Kullanılan önlemler ve ön ekler (Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Sistemi, 2006)
Bu, uluslararası olarak kullanılan parametrelerin nasıl oluşturulduğudur ve nanometre cinsinden çalışmanın çok küçük boyutlarından bahsedilir. Bu, teknolojik ve bilimsel gelişmeler sayesinde bir şekilde geliştirilebilen tüm potansiyeli ve tüm teknolojiyi azaltmadan.
Kavramlar ve tanımlar.
Nanoteknoloji genel olarak materyallerin atomik ve moleküler seviyelerde manipüle edilmesinden oluşur, daha iyi "nano materyaller" olarak bilinir ve kendi başlarına onları oluşturan diğer materyallerden tamamen farklı benzersiz özelliklere sahiptir. Nanoteknolojinin sahip olduğu tüm potansiyeller arasında, dünyayı değiştirme vaadi, bilindiği gibi, örneğin tekstil dalında olduğu gibi otomotiv branşından, nano robotlar veya nano malzemeler aracılığıyla ulaşılması ifade edilmektedir. boya yapışması veya kumaşlar üzerindeki her türlü kiri gideren derinlemesine temizlik.
Bilim, Teknoloji ve Üretken Yenilik Bakanlığı (2009) tarafından aşağıdaki tanımları sunarlar:
- Nanomaterials:
Yapay olarak geliştirilmiş, 100 nanometrenin altında boyutlara sahip, boyuta bağlı özellikler sergileyen ve minimum düzeyde işlenmiş madde yapılarıdır. Örneğin: nanopartiküller, nanotüpler, kuantum noktaları, fullerenler, dendrimerler ve nano-gözenekli malzemeler. Nano-aracılar:
Nanomalzemeler veya nihai tüketici ürünleri kategorisine girmeyen, nanomalzemeleri içerebilen veya nanometrik özellikler ve parametreler, kaplamalar, kumaşlar, bellekler ve mantık çipleri, optik bileşenler vb. İle inşa edilmiş ara ürünler.
- Nano ile zenginleştirilmiş ürünler:
Nanomateryaller ve nano-aracıları içeren değer zincirinin sonundaki ürünleri, örneğin arabalara, giysilere, uçaklara, bilgisayarlara, elektronik cihazlara, işlenmiş gıdalara, farmasötik ürünlere vb. Halihazırda uygulanabilen ürünleri ifade eder.
- Nanoteknoloji:
Maddelerin ve moleküllerin yeniden düzenlenmesinden malzeme ve ürünler üretme, "nano" boyutlarda işlevsel yapılar veya cihazlar geliştirme imkanı ile maddeyi modifiye etme ve manipüle etme teknik becerisidir.
Böylelikle bu teknoloji dalında var olan özelliklerin yeni parametreler ve spesifikasyonlar içerdiği ve bu nedenle normalde kullanılan diğer malzemelerle fark yaratan tanımların her biri olduğu anlaşılmaktadır.
Nanometre dünyasının uluslararası düzeyde sunumu.
Son yıllarda, bitmiş ürünlere dahil edilen nanoteknoloji ortalama olarak% 22 artmıştır. Bu eğilimin yakın gelecekte devam etmesi veya artması bekleniyor. Bu tür teknoloji, bilimsel araştırmalarla büyük bir dinamizme sahiptir, öyle ki zincirdeki geçiş bilim-teknoloji-yeniliğe götürür, çok hızlı bir süreçtir.
Bu nedenle, nanoteknoloji bir ürünün yaratılmasını, dönüştürülmesini ve iyileştirilmesini kolaylaştırdığı için şirketler, hükümetler ve risk yatırımcıları tarafında büyük ilgi vardır. Bunun çok açık bir örneği, 2007 yılında nanoteknolojide dünya Ar-Ge harcamasının 13.500 milyon dolara ulaşmasıdır.
Uygulama alanları.
“Nano” düzeyde uygulanan teknolojinin günümüzde farklı uygulama alanları vardır ve yakın gelecekte bu uygulama dallarının artması beklenmektedir. Şu anda en göze çarpan uygulamalar şu şekilde yansıtılmaktadır:
- BiyolojiTıpMalzemelerEnerjiSimülasyon ve modellemeElektronikOptikFotonikSPM problarıKarbon tüplerMetroloji
Uygulamalar ve katkılar.
Yukarıda bahsedilmişti, uygulama alanları çeşitlidir ve bu nedenle nanoteknoloji aynı anda farklı alanlarda gelişmektedir. Bir tür nanoteknoloji kullanan ve toplum üzerinde olumlu bir etkisi olan en seçkin projelerden bazıları aşağıda belirtilmiştir:
Enerji:
- Yakıt hücreleri ve hidrojen
- Asil nanopartikülat elektrokatalizörleri.
- Nanoyapılı proton değişim membranları
- Nanomalzemelerde hidrojenin depolanması.
- Lityum piller
- Nanopartikülat ve / veya nano yapılı elektronik malzemeler.
- Fotovoltaik
- Silikon yerine geçen malzemeler
- süperkapasitörler
- Aktif malzeme olarak karbonlu nanomalzemeler
- İnorganik nanomalzemeler
Bu tür uygulama ve proje geliştirme, elektronik cihazlarda kullanılan malzemelerin kalitesini iyileştirmeyi, işletme maliyetlerini iyileştirmeyi ve sıcaklık gibi fiziksel büyüklüklere dayanacak şekilde özelliklerini geliştirmeyi amaçlamaktadır.
SPM Yakın Alan Mikroskopları:
Bu, daha çok prob olarak bilinen bir uca görselleştirilecek bir yüzeye yaklaşmaktan ve uç ile yüzey arasındaki etkileşimi ölçmekten ibarettir. Ucu yüzeyde hareket ettirerek, var olan etkileşimin bir haritası elde edilir ve böylece çalışmayı gösteren bir görüntü oluşturulur.
Bu tür nanoteknolojinin bilimde bazı uygulamaları vardır, örneğin:
- Uç ve numune arasındaki elektrik akımını ölçen elektrik akımını ölçen STM mikroskobu Uç ile numune arasındaki etkileşim kuvvetlerini çok yakın olduklarında ölçen AFM mikroskobu SNIOM Mikroskobu, fani ışığın ölçülmesinden sorumludur. örnek tarafından yansıtılan veya iletilen MFM mikroskobu, etkileşimin manyetik kuvvetlerini ölçer.
Tüm bu etkileşim parametreleri, bir nanometre veya daha az mesafede, yani 0.000000001 metrede gerçekleşir, bu yüzden hassas ve çok hassas ölçümlere sahip oldukça karmaşık öğelerdir.
Biyoloji ve Tıp:
Biyoloji ve tıp alanlarında uygulanan nanoteknoloji, ağırlıklı olarak moleküler düzeyde yeni teşhis sistemleri aracılığıyla, bunların büyük çoğunluğunda, görüntüleme teknikleri, verimliliklerini ve desteklerini artıran yeni ve daha seçici tedaviler yoluyla katkı sağlamaktadır. yenileyici tıp için teknolojik. Aynı türden bir çalışma ve ilerleme, tarım ve gıda endüstrisinde çalışmaya başlamamıza izin verdi, çünkü büyük ölçüde, çok büyük bir etkiye ve aynı parametreler altında çalışmaya izin veren bir benzerliğe sahip.
Daha spesifik olarak, nanotıp, bir araştırma ve bilimsel yöntem yaklaşımı olmasının yanı sıra, nanoteknolojinin geliştirilmesi ve uygulanması yoluyla, belirli hastalık türlerinin veya travmatik yaralanmaların teşhisi, tedavisi ve önlenmesini daha iyi güçlendirmeyi amaçlayan disiplinler arası bir teknolojik yaklaşımdır.. Aynı zamanda insanların sağlığının ve yaşam kalitesinin nasıl korunup iyileştirilebileceğini araştırır.
Ayrıca tıp alanındaki uygulama, aynı şekilde nanometrik ölçekte var olan, 1 ile 100 nanometre arasında var olan etkileşimleri araştırmakta, geliştirdiği ve kullandığı nanoyapıları içeren bazı cihaz, sistem ve teknolojileri etkileşime girebilme özelliğine sahiptir. moleküler ölçek ve hücresel veya hücre altı düzeyde bir etkileşim oluşturmak için mikrosistemlerle birbirine bağlanır. Nanodiyagnoz, hastalıkları veya yatkınlıklarını tanımlamayı, onu hücresel veya moleküler seviyeden nano cihazların kullanımıyla tespit etmeyi mümkün kılar. Aynı kavramda, hastalıkları mümkün olan en erken durumda tespit etmek için teknolojik kapasite ile el ele sosyal ve klinik ihtiyaç vardır,yanı sıra ilaçların istenmeyen yan etkilerini reçeteden önce tespit etme ihtiyacı.
Şu anda daha büyük bir güçle geliştirilmekte olan, esas olarak patolojilerden bağımsız olarak üç enine eksene odaklanan uygulamalardan da bahsedilebilir: in vivo tanının yanı sıra in-vitro, artan yeni sistemlerin geliştirilmesi ilaç tedariğinde ve dozajında verimlilik ve doku mühendisliği ve rejeneratif tıp için teknolojilerin geliştirilmesi. Nanoteknoloji kullanılarak gerçekleştirilen in vitro teşhis, biyosensörler veya birçok sensör içeren entegre cihazlar aracılığıyla mümkündür. "In-vivo" teşhis yaklaşımında en önemli uygulaması, moleküler düzeye ulaşmasını sağlayan tanısal görüntülemenin geliştirilmesidir. Görüntü, ölçüm olarak tanımlanır,yeni moleküler ajanların ve geleneksel tıbbi görüntüleme tekniklerinin ortak kullanımı yoluyla oluşturulan görüntüler aracılığıyla hücresel veya moleküler biyolojik işlemlerin "in vivo" karakterizasyonu ve teşhisi.
Nanotıp'ın bir diğer yaklaşımı da, gen tedavisi, hücre, madde dozajı gibi yöntemlerin uygulanmasıyla doku ve organların onarımı veya değiştirilmesini amaçlayan yeni teknolojik sistemlerin rejeneratif tıbba uygulanmasıdır. biyorejeneratif ve doku mühendisliği.
Elektronik ve moleküler elektronik.
Nanoelektronik, nanometre ölçeklerinde yüklerin ve dönüşlerin taşınması ve dağıtılması olaylarının incelenmesinden sorumludur. Bu şube şu şekilde sınıflandırılabilir:
Moleküler Elektronik.
Bilgi sürecine rehberlik edebilecek moleküler özelliklerin incelenmesidir. 2001 yılında, bir transistör ile aynı şekilde çalışabilen rotazan molekülleri kullanılarak ilk moleküler devreler inşa edildi.
Karbon nanotüpler.
"Karbon Nanotüpler" den bahsedildiğinde, onları çok çekici kılan ve elektronik ve mekanik bileşenler gibi, zorunlu olarak çok küçük olması gereken uygulamalar için potansiyel olarak yararlı kılan özelliklere sahip, boru şeklindeki karbon moleküllerinden bahsedilmektedir. Özel özellikleri, yüksek sertliktir ve benzersiz elektronik özelliklere sahip olmanın yanı sıra, son derece verimli ısı iletkenleridir. Mükemmel elektriksel, mekanik ve kimyasal özellikleri, nano ölçekli transistörler, emisyon ekranları, aktüatörler vb. Gibi cihazlar yapmak için aday olmalarını sağlar.
Yarıiletken Nanoyapıları.
Nanometre ölçeğinde, ultra yüksek hızlarda ve ultra yüksek yoğunluklu devrelerle çalışma potansiyeline sahip bir diyota benzer şekilde çalışanlara ve bir transistöre benzer şekilde çalışanlara ayrılırlar. Kataliz, fotovoltaik hücreler, lazerler ve transistörler gibi uygulamalarda kullanılırlar.
Nanomaterials:
Yeni teknolojilerin geliştirilmesinde kullanılan, belirli özelliklere sahip olması ve son derece iyi kalitede olması gereken, nanometrik ölçeklerde çalışılmasına ve manipüle edilmesine imkan veren unsurlardır, bu malzemeler arasında şunlar yer alır:
- NanoyapılıNanopartiküllerNanopowdersNanokapsüllerNanoporoz malzemelerNanofiberlerFoilingsNanowiresDendrimerlerİnce filmlerKuantum noktalar
Fırsatlar ve Riskler.
Nanoteknoloji, büyük faydalar için büyük bir potansiyele sahiptir. Birçok uygulama alanındaki yenilikler nedeniyle, sadece Avrupa'da şu anda teknolojinin ticari uygulamalarını nano ölçekte geliştirmeye kendini adamış ve binlerce iş yaratmaya adamış yüzlerce şirket olduğunu söyleyerek, muazzam bir ticari potansiyel tahmin edilmektedir. yüksek nitelikli insanlar.
Bununla birlikte, olasılıklar tamamen sonsuz veya tamamen uygulanabilir değildir, örneğin bazı bilim adamlarının ve bilim adamlarının göz önünde bulundurmaya başladıkları bir risk, iyi koordine edilmiş ve programlanmış bir sürü olarak insanı birleştiren ve ona saldıran bir nanorobot salgınıdır ve Amaçlardan veya hedeflerden biri nanorobotların gerçekleştirilmesidir, ancak uygulanabilir mi? Şimdiye kadar öyle değil ve malzeme eksikliği veya iyi organize edilmiş yapılar olmadığı için, konseptin geliştirilmesi imkansız.
Nano ölçekli bir robot düşünürüz, temeldir, robotun bir görevi yerine getirmesi, bu nedenle parçacıkları veya molekülleri tutabileceği "elleri ve parmakları" olmalıdır, bu kendi içinde zaten büyük bir sınırlamadır ve Problemlere devam edersek, parçacıkların hepsi aynı boyutta değildir, bu nedenle parçacıkların taşınması ve taşınması için size izin veren "şişman parmaklar" olmalıdır, ayrıca atomları taşırken veya manipüle ederken bağların oluşabileceği de dikkate alınmalıdır. Sanki atomlar kelimenin tam anlamıyla "ellere" yapışmış gibidir. Bu nedenle bugüne kadar bir nanorobot inşa etmek imkansız.
Bu nedenle, dünyayı fethetmeye çalışan bir nanorobot ordusu fikri, bugüne kadar hala temelden yoksun bir fikirdir, ancak birçok durumda hesaba katıldığında, nanopartiküllerin olabileceği olasılığıdır. Küçük boyutundan dolayı sağlığa zararlı, insan vücudunun hücrelerine nüfuz etmenin ve hatta biyolojik engellerin (kan-beyin bariyeri gibi) aşılmasının bile mümkün olması bu konu sektör tarafından hala bilinmemektedir. uluslararası bilim adamı.
Sonuç.
Trend, iletişim teknolojilerinde, cep telefonlarında, bilgisayarlarda, elektronik cihazlarda vb. "Her şeyi küçült ve küçült" şeklinde işaretlenmiştir. Bu nedenle nano ölçekte teknolojinin gelişimi aniden durdurulamaz. Bilim sektörünün farklı alanlarında, insanların yaşam kalitesini ve başkalarıyla ilişki kurma ve günlük faaliyetlerini yürütme biçimlerini iyileştirecek, emin ellerde büyük ilerlemeler geliştirebilecek, oldukça umut verici bir potansiyel sunmaktadır..
Bununla birlikte, teknolojideki ilerlemelerin büyük çoğunluğu gibi, güce aç, son derece rekabetçi ve bir şeye hükmetme arzusu ile insanın "karanlık tarafını" ortaya çıkarır, bu yüzden insan ırkı için de bir tehlike teşkil eder., bu teknolojilerin ilerlemesi ve gelişimi düzgün bir şekilde kontrol edilmezse.
Yakın gelecekte bu teknolojiyi sınırlandıran engellerin aşılması, insana yardım eden ve günlük yaşamını kolaylaştıran cihazların geliştirilmesine olanak sağlanması beklenmektedir.
Bibliyografik referanslar.
- Ulusal Bilimsel Bilgiler Müdürlüğü ve Ulusal Çalışmalar Müdürlüğü. (2009). Nanoteknoloji. Buenos Aires, Arjantin: Bilim, Teknoloji ve Üretken Yenilik Bakanlığı Iñaki Gorostidi, Garazi Andonegi, Igor Campillo, Egoitz Etxebeste, Javier Urtasun. (Nisan 2007). Nanoteknoloji çağı. CICNETWORK, No. 1, s. 1-72.Mathias Schulenburg, Köln. (2004). Nanoteknoloji Yarının dünyası için yenilikler. Belçika: AVRUPA KOMİSYONU, DG Investigation, Ángel Rubio. (2008). Nanobilim: kavramlar ve uygulamalar. San Sebastián, İspanya: ETSP. Carmen Chacón, Maite Fernández, Concepción Narros, Soraya Serrano. (2008). İspanya'da Nanobilim ve Nanoteknoloji. Madrid, İspanya: Phantoms Foundation.
