Nanotechnologia

Pojęcie nanotechnologii nie jest znane każdemu. Jest to bowiem dział nauki, a dokładniej zestawienie różnego rodzaju technik wytwarzania nietypowych struktur w rozmiarach bardzo maleńkich, bo właśnie nanometrycznych. Jest to porównywalne z rozmiarem pojedynczej cząsteczki bądź też atomu. Nanotechnologia to coraz prężniej rozwijająca się gałąź nauki, która już teraz ułatwia nam życie codzienne, a my nawet czasem nie zdajemy sobie nawet z tego sprawy. Jej odkrycia, wytwory użytkowane są przez nas zarówno w codziennych czynnościach domowych, w przemyśle spożywczym, medycynie, mechanice. Właściwie każdy dział nauk o Ziemi, przyrodzie i organizmach żywych można w pewien sposób podłączyć do nanotechnologii bo w każdej gałęzi tychże właśnie nauk znajdzie się luka, którą będzie się dało wypełnić stosując właśnie wspomniane nowinki i odkrycia skali nano. Może brzmi to nieco abstrakcyjnie i nielogicznie ale naprawdę tak się dzieje. Nauka każdego dnia rozwija się i szuka nowych zastosowań. Nanotechnologia takich nowości nam dostarcza coraz więcej.

Produkcja spożywcza a nanoświat

Jak już wcześniej było wspomniane nanotechnologie zaczynają dotyczyć każdej dziedziny naszego życia i świata. Pojawiają się dosłownie wszędzie. W przemyśle spożywczym również możemy odkryć wiele zastosowań tejże technologii i poznać jak wpłynęła na jakość produktów i ich przechowywanie. Naukowcy dokonują ciągłych modyfikacji na poziomie molekularnym, cząsteczkowym aby móc uzyskać coraz lepsze właściwości wielu produktów. Prowadzą badania nad udoskonalaniem barwy, smaku oraz zapachu wielu produktów żywnościowych jak i przemysłu chemicznego. Dodatkowo modyfikując niektóre składniki żywieniowe, znacznie zwiększają ich wartość odżywczą. Jeśli chodzi o tak zwane ?inteligentne opakowania?, znamy je doskonale i chętnie stosujemy, a to właśnie wymysł nanotechnologii. Takie opakowania pozwalają nam przechowywać żywność w specjalnych warunkach przez dłuższy okres czasu, zapobiegając zepsuciu takiego jedzenia. Jak widać nanoświat służy nam i zwykle raczej korzystnie działa na nasze życie codzienne, zatem warto aby ta nauka się rozwijała.

Struktury nano

Wiemy już częściowo czym zajmuje się nanotechnologia, ale jeszcze nie wiemy jakie struktury należą do tych stosowanych w tej dziedzinie nauki, a są to tak zwane materiały nanometryczne. Pierwsze, najczęściej stosowane są nanorurki. Są to długie, puste w środku rurki, coś na kształt walca. Najlepiej obecnie poznane i najchętniej stosowane są nanorurki węglowe, które zbudowane są z jednoatomowej warstwy grafitu. Kolejna struktura nano to tworzywa sztuczne. Brzmi znajomo ale czy tak do końca? Tworzywa takie to struktury dające się kontrolować i modyfikować na poziomie pojedynczych cząsteczek. Wówczas można dzięki takim przekształceniom uzyskiwać nowe i bardzo ciekawe właściwości materiałów. Stają się one bardzo odporne na działanie czynników mechanicznych i środowiskowych jak i chemicznych.  Kolejne struktury to studnie, druty i kropki kwantowe. Te struktury stosowane są w mechanice, także do konstruowania nowych urządzeń elektronicznych i optycznych. Te wszystkie struktury mają służyć do tego aby nadawać przedmiotom już istniejącym nowe, lepsze właściwości i odporność.

Kevlar

Być może w naszym życiu słowo kevlar obiło nam się gdzieś o uszy, jednak nie wszyscy wiemy co to jest i do czego jest stosowane. Kevlar to polimer z grupy poliamidów, z którego wykonuje się sztuczne włókna. Mają one bardzo wysoką granicę wytrzymałości na rozciąganie. Są jednocześnie bardzo mocne ale i elastyczne. Gdzie stosujemy kevlar? Otóż zwykle materiał ten stosowany jest w produkcji kamizelek kuloodpornych, kombinezonach żużlowych, kaskach, trampolinach, także do wytwarzania obuwia i odzieży odpornej na uszkodzenia mechaniczne, również jako wzmocnienia w rowerkach i motorach. Rzeczy, które mają w swojej strukturze kevlar jest naprawdę wiele, można wymienić mnóstwo dziedzin życia, w których znajduje on zastosowanie. Nadaje on bowiem przedmiotom i materiałom niezwykłą wytrzymałość na uszkodzenia, rozciąganie, wysokie temperatury. Jest coraz częściej stosowany przez wiele firm w swoich produkcjach, ponieważ zapewnia wysoką gwarancję jakości. Niektóre przedmioty z niego robione, np. kombinezony motocyklistów bywają drogie jednak dają nam pewność ochrony i są bardzo lekkie.

Nano a przemysł tekstylny

Technologie, jakie odkrywa przed nami świat nano i jego zastosowanie są naprawdę zaskakujące i szerokie. Możemy w coraz większej skali stosować nanorozwiązania aby ułatwiać swoje życie. Naukowcy znaleźli zastosowanie także w przemyśle tekstylnym. Co nanotechnologia ma z nim wspólnego? Naukowcy zaczęli bowiem modyfikować włókna materiałów na poziomie nano i wyszły dzięki temu bardzo ciekawe rozwiązania. Pojawiły się nowe właściwości tkanin, które stały się bardziej odporne na uszkodzenia czy wodoodporne. Każdy z nas zna kurtki przeciwdeszczowe. Pomagają nam one przetrwać ulewy. Jednak wprowadzono materiały modyfikowane na poziomie nano, które cechuje właściwość nie nasiąkania wodą. Woda po takim ubraniu po prostu spływa, nie dostaje się ani do wnętrza włókien ani do naszego ciała. Przypomina to meszek na brzoskwini, która nawet zamoczona w wodzie, nie stanie się mokra tylko woda po niej spłynie. Coraz częściej takie rozwiązania materiałowe stosuje się w wojsku. Kombinezony z takimi właściwościami są idealne dla żołnierzy na misjach, kiedy warunki atmosferyczne bywają różne. Takie ubrania są wodoodporne, lekkie i przewiewne.

Organiczne LED

Skrót LED jest nam z pewnością dobrze znany. Kojarzymy to oczywiście z diodami elektroluminescencyjnymi. Jednak co oznacza dodatkowe słowo organiczne LED? Organiczne LED to takie diody elektroluminescencyjne, które wytwarzane są ze związków organicznych. Jest to nowinka w świecie nauki. Naukowcy wciąż rozwijają możliwości jakie daje się uzyskać stosując właśnie takie diody. Istnieją już pierwsze wyświetlacze, w których zastosowana jest ta właśnie technologia. Na nich możemy oglądać właściwie wszystko. Są stosunkowo proste do skonstruowania. Mamy płytę bazową,  na którą nanoszona jest wspomniana warstwa organiczna. Warstwa ta składa się z diod w trzech kolorach. Dodatkowe usprawnienia wprowadzane między płytę bazową a warstwę poprawiają zdecydowanie jakość oglądanego obrazu i sprawność urządzenia. Wyświetlacze OLED są zdecydowanie lepsze niż LCD. Dają lepszą jakość obrazu, mają większą skalę barw. Cechą charakterystyczną takich wyświetlaczy jest coś zupełnie zaskakującego. Są one bardzo elastyczne, można je zginać, zwijać i nawet wszyć w ubranie.

Nanorurki w naszym organizmie

Mówimy ciągle o zastosowaniu nanotechnologii w technice, mechanice, przyrodzie. Jednak powinniśmy zdać sobie sprawę z tego, że ta gałąź nauki także znajduje zastosowanie w medycynie. Z dnia na dzień odkrywane są nowe zalety nanomateriałów. Prowadzone są poważne badania nad zastosowaniem nanorurek w leczeniu nowotworu. W jaki niby sposób ma się to odbywać? Otóż naukowcy wstępnie znaleźli już pewne rozwiązania. Jest ich naprawdę wiele, jedno z nich jest następujące i daje obiecujące efekty. Do wyodrębnionej nanururki wprowadzana zostaje odpowiednia dawka leku przeciwko komórkom nowotworowym. Lek ten jest tam zamykany i nanorurka zostaje wprowadzona do organizmu. Cząsteczka w naszym ciele zaczyna uwalniać stopniowo dawkę leku, który ma za zadanie niszczyć komórki rakowe. Naukowcy próbują także wyodrębnić metodę sterowania nanorurkami aby mogły one trafiać bezpośrednio w źródło zmian a nie rozprzestrzeniać lek na cały organizm, bo to częściowo powoduje jego osłabienie i ponadto trzeba stosować jego większą dawkę by była skuteczna dla raka.

Markery w skali nano

Jeżeli są nam robione róznego rodzaju badania, przykładowo jest to rezonans magnetyczny czy tomograf, jak i inne, często dla uzyskania lepszego obrazu badanych miejsc i wyróżnienia miejsc niepokojących stosuje się właśnie markery. Takie same praktycznie właściwości mają mieć markery w skali nano. Są to jednak fluoroforty, które należałoby wprowadzić do organizmu. Miałyby one się po nim rozprzestrzeniać, a następnie po odpowiedniej stymulacji zaczęłyby wydzielać światło. Ich fale miałyby różną długość, dzięki czemu łatwiej byłoby nam zlokalizować komórki guza nowotworowego. Takiego rodzaju markery byłyby zdecydowanie bardziej korzystne dla wielu ludzi, szczególnie alergików, którzy często mają alergię na leki i tym samym nie mogą przyjmować markerów, jako substancji chemicznej. Takie markery w skali nano nie zawierałyby szkodliwych dla nich związków i ułatwiałyby uzyskanie dobrego obrazu badania i odszukanie miejsc z niepokojącymi zmianami w naszym organizmie. Jest to zatem bardzo obiecujący pomysł i miejmy nadzieję, że szybko zostanie wprowadzony w życie.

Medycyna regeneratywna

Czym może nas jeszcze zaskoczyć nanotechnologia? Otóż jest naprawdę wiele opcji, o jakich można jeszcze wspomnieć, jeśli chodzi o zastosowanie nanomateriałów w naszym organizmie. Przedstawmy teraz zastosowanie nano w medycynie regeneratywnej. O co może tutaj chodzić? Chodzi więc o odbudowę tkanek utraconych lub też uszkodzonych, odbudowę kości i chrząstek. Takie zmiany w naszym organizmie zachodzą zarówno przez codzienne możliwe uszkodzenia mechaniczne, na jakie jesteśmy narażeni, jak również mutacje i choroby genetyczne jakie się pojawiają coraz częściej. Nanotechnologia prowadzi bowiem badania nad odtwarzaniem takich struktur uszkodzonych lub utraconych. Biosubstancje w skali nano miałyby łączyć się z komórkami zdrowymi w obrębie chorego miejsca i powodować stymulację namnażania się nowych, zdrowych komórek z jednoczesną eliminacją tych niewłaściwych. Byłaby to odnowa szybka i naturalna. Do organizmu nie byłyby wprowadzane środki chemiczne czy sztuczne tkanki. Ta gałąź nauki może odnosić świetne rezultaty w medycynie estetycznej, chirurgii plastycznej.

Nanocząsteczki srebra

Srebro, niby takie pospolite, zwykle znane z produkcji biżuteryjnej, niczego więcej. A jednak srebro, a dokładniej nanocząsteczki srebra są bardzo korzystne dla ludzi. W czym są stosowane? Mają one bowiem właściwości antybakteryjne i występują w wielu produktach stosowanych do zwalczania drobnoustrojów w naszym organizmie. Przykładem zastosowania nanosrebra mogą być płyny do płukania jamy ustnej. W nich znajdujące się wspomniane cząsteczki mają za zadanie zwalczać i hamować rozwój infekcji powodowanych przez drożdżaki. Do tej pory prowadzone są wciąż badania sprawdzające tą właściwość tychże nanocząsteczek, jednak wyniki badań są zadowalające i powoli technika wprowadzana jest w obieg. Do tej pory jeszcze nie odkryto negatywnych skutków działania nanocząsteczek srebra. Nic nie wskazuje na to, że mogą być one toksyczne, wyniszczające nasz organizm od wewnątrz. Inne zastosowanie nanocząsteczek, jednak niekoniecznie srebra mamy w kremach do opalania. Są tam one wprowadzane aby chronić naszą skórę przed szkodliwym działaniem promieniowania UV.