Как нанотехнологии могут быть полезны в будущем?

20 ответов на вопрос “Как нанотехнологии могут быть полезны в будущем?”

  1. sokol_63 Ответить

    Трипанофобы, возрадуйтесь! В самом ближайшем будущем вам, возможно, больше не придется бояться иголок. Исследователи из Йоркского университета работают над созданием специальных пластырей, которые будут предназначаться для доставки всех необходимых лекарств внутрь организма без какого-либо использования иголок и шприцов. Пластыри вполне себе обычного размера приклеиваются к руке, доставляют определенную дозу наночастиц лекарственного средства (достаточно маленькие, чтобы проникнуть через волосяные фолликулы) внутрь вашего организма. Наночастицы (каждая размером менее 20 нанометров) сами найдут вредоносные клетки, убьют их и будут выведены из организма вместе с другими клетками в результате естественных процессов.
    Ученые отмечают, что в будущем такие нанопластыри можно будет использовать при борьбе с одним из самых страшных заболеваний на Земле — раком. В отличие от химиотерапии, которая в таких случаях чаще всего является неотъемлемой частью лечения, нанопластыри смогут в индивидуальном порядке находить и уничтожать раковые клетки и оставлять при этом здоровые клетки нетронутыми. Проект нанопластыря получил название «NanJect». Его разработкой занимаются Атиф Сайед и Закария Хуссейн, которые в 2013 году, еще будучи студентами, получили необходимое спонсирование в рамках краудсорсинговой компании по привлечению средств.
    Остается лишь понадеяться, что нанопластыри доведут до ума, выпустят в продажу и не в коем случае не совместят эту разработку с технологией жидкого металла, о которой мы писали выше.

    Нанофильтр для воды

  2. nik1967 Ответить

    Мы хотели бы ускорить развитие продвинутых медицинских и других положительных приложений и не дать развиваться с такой же скоростью военным. Понимание силы нанотехнологий в улучшении качества жизни и особенно медицине прошло долгий путь, но из-за различных ограничений медицинское использование постоянно откладывается. В военной сфере все ровно наоборот: военные получают ранний доступ к новым технологиям и военные приложения финансируются в десять раз лучше.
    Совместите эти тенденции, и станет понятно, почему трудно ускорить развитие медицинских приложений этой технологии и одновременно замедлить развитие военных. Это сложная задача.
    Шел 2025 год, как нанотехнологии улучшили состояние окружающей среды?
    К этому моменту, а может и раньше, может осуществиться два серьезных прорыва. Во-первых, мы можем решить проблему с водой, используя фильтрацию молекулярной точности. Эта технология уже разрабатывается частной компанией AquaVia при поддержке National Science Foundation.
    Во-вторых, мы можем очистить воздух от загрязнений, в том числе и от парниковых газов, с помощью нанотехнических катализаторов, которые удаляют углекислый газ из воздуха и перестраивают его в химические вещества, которые можно использовать в промышленности. Над этим работает Кристиан Шафмейстер из Университета Темпл.
    Практически любая экологическая проблема, которую можно представить, может быть теоретически разрешена с использованием развитых нанотехнологий. Именно эта мечта о восстановлении окружающей среды подтолкнула меня в эту область десятки лет назад, и приятно видеть, что она наконец начинает сбываться.
    Что может помешать нам в ближайшие 10 лет?
    Обе этих перспективы определенно грядут. Единственный вопрос: когда. Нам нужно вкладывать больше ресурсов в R&D. Таланты есть, идеи есть, вопрос в финансировании.
    Какой «умный объект» будущего вам нравится больше всего?
    Обычно я обращаюсь к мысленному эксперименту. Представьте стул, состоящий из систем молекулярных машин. Эти машины могут перестраиваться в другую форму, например, в стол. Сколько времени им понадобится, чтобы изменить форму с одной на другую? Вы легко можете представить этот эксперимент, поскольку и сами состоите из молекулярных машин.
    Представьте, как вы садитесь на корточки, образуя стул, а затем опускаетесь на четвереньки и становитесь «столом». На всю операцию уходит не больше секунды. Это максимальное время, которое потребуется стулу из продвинутых наноматериалов, чтобы стать столом. Можно и быстрее, если поставить такую цель.
    Но моя мечта — это «машина по ремонту клеток», которая способна передвигаться по телу и осуществлять ремонт ДНК, белков и других молекул. Построить такую машину будет непросто. Потребуется много съемных инструментов, которые могут загружаться и выгружаться по необходимости. Но она могла бы проанализировать, а потом и решить практически любую физическую проблему наших тел, включая старение.

  3. Zinedinchik Ответить

    Нанотехнологии только начали появляться в нашей жизни, но уже понятно, что они могут кардинально изменить многие отрасли. Изменится наше представление о возможностях медицины, контроле за состоянием инфраструктуры, ремонте различных объектов, хранении и анализе больших данных, а также о выработке энергии.
    За последние 70 лет наша жизнь кардинально переменилась благодаря двум изобретениям: электронный транзистор и микрочип сделали возможным развитие современной электроники, а сами они с 1940-х становятся все меньше и меньше в размерах. Сегодня один чип может содержать 5 млрд транзисторов. Если бы машиностроение развивалось в том же темпе, мы могли бы сейчас ездить на скорости 482 803 км/ч, а автомобиль стоил бы не больше $4−5.
    Но чтобы и дальше двигаться в этом направлении, нам нужно создавать схемы в чрезвычайно малом, наномасштабе. Нанометр — это одна миллиардная метра; работа с наночастицами предполагает манипулирование отдельными атомами.
    Производить работающие наноустройства — действительно сложная задача. Свойства материи, такие как температура плавления, способность проводить электричество и реакция на химические препараты, меняются на наноуровне, и уменьшение устройства может повлиять на его производительность. Однако если человечеству удастся освоить эту технологию, мы совершим не просто прорыв в области электроники, но и в целом изменим современное течение жизни.

  4. intenso95 Ответить

    На рубеже XX и XXI века микроэлектроника начала путь совершенствования. Обновлялось старое оборудование и появлялось новое, что впоследствии позволило намного глубже и тщательнее изучать наночастицы – понять, что это такое и какими свойствами они обладают.
    Оборудование, которое используется сейчас, намного качественнее и чувствительнее того, что было еще в конце XX века, именно это и привело к резкому скачку развития этой сферы науки, которая теперь считается одной из наиболее перспективных.
    Сегодня нанотехнологии помогают человечеству справляться с тем, что раньше было практически невыполнимым. Но чем же хорош этот огромный шаг в будущее и так ли все безоблачно, как может показаться на первый взгляд?
    Экологическая обстановка во всем мире на сегодняшний день сложилась достаточно негативная. Огромное количество водоемов загрязнены мусором, пластиком и химическими отходами. А свалок, заваленных неразлагающимися продуктами – бесчисленное множество. Сегодня нанотехнологии могут помочь при очистке загрязненных вод и реабилитации загрязненных территорий. То, что еще буквально пару десятков лет назад казалось фантастикой – реальность сейчас.
    Возможность совершенствовать некоторые устройства, и даже целые производства – также заслуга нанотехнологий.
    «Модифицирование при помощи наночастиц некоторых устройств позволяет продлить срок их службы в десять раз, а иногда и в сто раз, а также увеличить их прочность. Многие современные конструкционные материалы получены только с помощью нанотехнологий. Это развитие общества во всех направлениях»», – рассказал при обсуждении своего доклада Вячеслав Авдин, доктор химических наук, профессор, декан химического факультета ЮУрГУ, директор научно-познавательного центра нанотехнологий.

    Будем осторожными?

    Безвредно ли использование нанотехнологий для человечества – до конца неизвестно. Однако если с помощью наночастиц воздействуют на природу, то необратимое воздействие есть и на человека, но на сегодняшний день эта сфера изучена малои о последствиях, особенно долговременных, практически ничего не известно.
    «Наночастицы, попадая в легкие, спокойно приникают сквозь оболочку легких внутрь. И обратно они уже не выходят. И день за днем, год за годом, количество диоксида кремния накапливается в легких, все больше и больше затрудняет существование человека, его дыхательные процессы. На флюорографии это выглядит почти как туберкулез», – пояснил на примере влияния выбросов ферросилиция Дмитрий Жеребцов, старший научный сотрудник кафедры «Материаловедение и физико-химия материалов», инженер-исследователь научно-образовательного центра «Нанотехнологии», кандидат химических наук.
    Твердые наночастицы природе буквально неизвестны, что в нашем организме большинство клеток намного больше, чем нанообъекты, и поэтому образуются они довольно тяжело. Возможная угроза состоит в то, что эти самые наночастицы могут попасть в наш организм и начать взаимодействовать с уже естественными для нас клетками, а к чему это может привести – неизвестно. Поэтому исследователи указывают, что медицинское направление нанотехнологий нуждается в очень осторожном применении.
    Научный прогресс остановить невозможно. В настоящее время условия, которые созданы для работы ученых, глобальны. Постоянное открытие чего-то нового, доскональное изучение этого, поиск возможной взаимосвязи с деятельностью человека и возможной выгоды этой связи – беспрерывный и необходимый для нас процесс. Нанотехнологии – огромный шаг в будущее. Но чтобы изучить их полностью и адаптировать, чтобы их использование было безопасным, подобных шагов сделать предстоит еще немало.

  5. TheBotkinInc Ответить

    Разработки в области нанотехнологий уже сегодня активно применяются, например, в медицине и промышленности. Лидерами в области инвестиций в наноразработки являются США, Евросоюз, Япония и Китай. Доля России на мировом рынке нанотехнологий минимальна.
    Развитие нанотехнологий – то, что с высокой долей вероятности определит будущее мировой экономики. Эксперты, изучающие развитие нанотехнологий, прогнозируют максимальную информационную открытость и отсутствие границ между отраслями и компаниями в сфере инноваций. У изобретателей не будет проблем с продвижением на рынке своих разработок, поскольку спрос на них резко вырастет, а развитие информационных технологий позволит устранить преграды, которые сегодня существуют между инноваторами и рынком. Экономика нанотехнологий поставит ученых, изобретателей, творческих людей на высшие ступени социальной иерархии.
    Но нанотехнологии несут и множество рисков для человечества, в том числе, экзистенциального характера. Это уже не фантастика, а вполне реальные перспективы, которых опасаются правительства ряда стран, призывая к ограничению развития нанотехнологий. Об этом рассказал доцент экономического факультета МГУ Михаил Павлов на конференции «Междисциплинарные исследования экономики и общества».

    Вечная жизнь может стать реальностью

    Основу нанотехнологий составляет манипулирование атомами. Один нанометр – одна миллиардная часть метра. Нанотехнологии позволяют создавать и модицифицировать объекты с компонентами менее 100 нм в размере и осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы.
    Одна из сфер, где нанотехнологии способны произвести настоящую революцию – медицина и биотехнологии. Революция станет возможной благодаря созданию молекулярных и атомарных нанороботов, состоящих, как сейчас предполагают ученые, из углерода и его производных. Нанороботы будут способны проникать в организм человека и производить там необходимые действия, которые сегодня медицине не доступны. С помощью нанотехнологий, как рассказал Павлов, появится возможность очищать организм на уровне отдельных клеток, восстанавливать микроповреждения внутри организма, а в более отдаленной перспективе исправлять и достаточно большие повреждения.
    Уже сегодня в мире создан ряд технологий для наномедицинской отрасли. «К ним относятся адресная доставка лекарств к больным клеткам, диагностика заболеваний с помощью квантовых точек, лаборатории на чипе, новые бактерицидные средства», – указывает Павлов в своей работе «Экономика нанотехнологий» – учебном пособии для студентов магистратуры, подготовленном в ходе исследований.
    В результате, продолжительность жизни человека может серьезно вырасти, появится возможность омоложения организма. Человечество, как замечает ученый, может получить лекарства от всех существующих болезней и не только вирусного и бактериального происхождения, но и генетического.
    По разным оценкам, подобные достижения наномедицины могут стать реальностью через 40-50 лет. «Но целый ряд последних открытий, разработок и инвестиций в наноотрасли привел к тому, что все больше аналитиков сдвигают эту дату на 10-15 лет в сторону уменьшения, и, быть может, это еще не предел», – поясняет автор.
    При этом увеличение продолжительности жизни и победа над старостью – не верх революции в области наномедицины. Гипотетически развитие нанотехнологий, прогнозируют ученые, может предоставить человечеству возможность неограниченного периода жизни отдельно взятого человека, а также оживление людей, замороженных методами крионики и восстановление ранее вымерших видов.

    Мерседес-хамелеон и молоко из травы

    Нанотехнологии способны полностью изменить жизнь человека и привычные окружающие его вещи. Если сегодня человечество уже привыкло к стремительному прогрессу в области интернет-технологий, но основная суть, например, транспортных средств меняется достаточно медленно, то завтра ситуация может быть совершенно иной. Картинки из фантастических фильмов обещают стать реальностью. Так корпус «Мерседеса» будущего «SilverFlow» – магнитное соединение, которое способно по одному клику восстанавливать и менять свою форму. Выбор цвета неограничен. Машина работает на механической энергии, способна разворачиваться на месте и парковаться боком. В исходном состоянии автомобиль – эллипсоид из ферромагнетика в форме «лужицы» жидкого металла, который требует минимального места для хранения.
    Совершенно другой в будущем может оказаться и одежда, которую сегодня носят люди. Уже сегодня в США созданы модели одежды, содержащей в волокнах ткани заряженные наночастицы. Они защищают человека от простуды, гриппа, смога, загрязнений. Такая одежда не требует стирки. Правда, пока она не может быть использована в массовой промышленности. Один квадратный метр новой ткани стоит около 10 тысяч долларов.
    Гипотетически нанотехнологии могут решить такие глобальные проблемы человечества, как загрязнение окружающей среды, нехватку пищевых ресурсов и истощение запасов питьевой воды. Молекулярные и атомарные роботы будут способны производить пищу, заменив сельскохозяйственные растения и животных. «К примеру, теоретически возможно будет производить молоко прямо из травы, минуя промежуточное звено – корову», – пишет Павлов.
    Что касается улучшения экологического состояния планеты, то оно возможно за счет разработки альтернативных источников энергии, снижения объема мусора и его активного использования в производстве. Ресурсы питьевой воды будут восполнены за счет новаторских систем очистки воды.

    Запрос на творческий труд и тотальная открытость

    В случае если произойдет новая технологическая революция, каждый житель планеты потенциально сможет получить доступ к минимальному прожиточному уровню, который будет обеспечен за счет репродуктивного труда наномашин.
    При этом социальная иерархия переживет значительную трансформацию. Самой главной профессией, замечает Павлов, станет создатель новых образцов – человек-творец. «Любой желающий улучшить свое материальное положение и получить что-то сверх прожиточного минимума и своего текущего уровня достатка должен будет, используя свои творческие способности, создать новый образец, модель, дизайн», – считает ученый. В новой экономике всеобщего изобилия, основанной на нанотехнологиях, ценность, как он замечает, будут иметь две вещи – творческие идеи и энергия.
    При этом человечеству придется пережить психологически непростой момент, связанный с интеллектуальной собственностью. «В частности, станет невозможным сохранить в тайне что-либо. С помощью созданной с применением нанотехнологий «умной пыли» появится возможность отследить любые процессы, к которым вообще могут получить доступ люди. Адекватной формой в таком мире будет всеобщая интеллектуальная собственность» – рассказывает автор.

    Лифт в космос

    Гипотетически нанотехнологии могут вывести человеческий разум на совершенно новый уровень развития. Потенциал нанотехнологий, как замечает Павлов, способствовал появлению нового философского направления – трансгуманизма, согласно которому современный человеческий вид Homosapiens – Человек разумный – является не вершиной, а одним из звеньев эволюции, за которым последуют более сильные и могущественные. Новые люди смогут освоить космическое пространство, заселить другие планеты и получить бессмертие.
    Но нанотехнологический прогресс несет в себе и огромные угрозы. Может, например, появиться новая форма социального неравенства – двухклассовое нанотехнологическое общество – имеющие доступ к новым технологиям и не имеющие доступа. «Можно создать новое оружие против человека – можно отравить, заразить любым вирусом. Найти следы применения такого оружия практически нереально. Огромные возможности появляются для шпионажа, кражи информации и вмешательства в личную жизнь. Возникает «мир без границ» для имеющих доступ к преимуществам нанотехнологий и тотальный контроль над другими», – рассказывает Павлов. Он акцентирует, что расслоение может произойти по критериям здоровья и продолжительности жизни. «Возможно формирование новых, чрезвычайно могущественных элит, потенциально способных удерживать власть тысячелетиями», – отметил он.
    Но самые серьезные риски развития нанотехнологий связаны с нанороботами, которые пока находятся в стадии разработки. Особенно опасны самореплицирующиеся, способные к самостоятельному размножению, нанороботы. Об их опасности – «серой слизи» – написал американский ученый Э.Дрекслер в своей книге «Машины созидания», напоминает Павлов. Именно Э.Дрекслер ввел понятие о молекулярных роботах. Это было в середине 80-х годов прошлого века.
    Сегодня наука продвинулась далеко вперед. Эксперты в области нанотехнологий предупреждают, что человечеству стоит всерьез задуматься над тем, стоит ли выпускать джина из бутылки. «Даже если заложить в каждого наноробота три закона робототехники А.Азимова, то все равно остается вероятность, что нанороботы начнут создавать новые копии самих себя уже без соблюдения этих законов. Или это сделает злой гений-человек», – замечает Павлов.
    См. также:
    Паспорт компетенций заменит диплом вуза
    Москва далека от лидеров по креативности

  6. vovkeenn Ответить

    Один из возможных способов распутать запутанный клубок понятий нанотехнологий — отметить, что они чаще используются для создания новых материалов, а не для ультраминиатюрных устройств. Приставка «нано» обозначает, что состав материала контролируется на атомарном уровне или близко к этому. А это, в свою очередь, означает, что свойства того, что вы делаете, могут быть тщательно подобраны.
    К примеру, микрочастицы диоксида титана в краске и старых солнцезащитных средствах — белые. Наночастицы, которые блокируют ультрафиолетовые лучи, прозрачные. Нанотехнологии способны избавить вашу кожу от белого цвета, если вы намажетесь этим самым кремом.
    Проблемы?
    Качественный контроль материалов не только означает лучшие продукты. Как в случае с любой новой технологией, существуют проблемы, вызванные непонятными эффектами — хотя бы потому, что нанотехнологии настолько малы. И дело не в том, что они коварны из-за невидимости. Свойства материалов на мелких масштабах меняются, в игру вступает квантовая механика, которая попирает классическую физику в своем царстве. Биологические системы, в частности, могут реагировать на наноматериалы не так, как нам хочется.
    Кто инвестирует в нанотехнологии?
    Европейский комитет задумался о регулировании нанотехнологий и уже давно думает о перспективах нанобудущего. Европа сделала крупные инвестиции в исследование нанотехнологий и их развитие в надежде на то, что новые продукты помогут экономике в ближайшие десятилетия.
    Что думают люди?
    Круглый стол на тему производства еды затронул темы новых вкусов и текстур еды из ингредиентов, произведенных при помощи нанопроцессов. Участники также обсудили нанопокрытие для улучшения работы производственных линий, предотвращение проникновения микробов в производственный отдел, а также улучшение упаковки готовой продукции в целях повышения срока хранения и информирования клиентов о порче.
    В то же время, возникают опасения о возможной опасности, связанной с новыми продуктами, особенно когда наноматериалы означают наночастицы. Хотя люди подвергаются действию наночастиц на протяжении всей жизни, есть их может быть совсем другим делом. Простым улучшением может быть более качественная эмульсификация — когда водянистые и масляные жидкости смешиваются — поэтому нежирный маргарин, например, будет иметь более полезный состав. Но введение совершенно новых наноматериалов в упаковку или даже в сам продукт питания требует повышенной осторожности.

  7. wat1983 Ответить

    Начиная от очистки воды от загрязняющих веществ и заканчивая созданием биоразлагаемого пластика (ну и наноковриков и наноболтов, куда же без них) — нанотехнологии обещают нам на ближайшее столетие такой мир, о котором раньше мы не могли даже представить.
    Обладая размерами всего в несколько нанометров, невероятно крошечные машины вскоре займутся изучением человеческой ДНК и позволят нам фундаментально изменить свойства поведения различных материалов, позволяя наделять их невероятной прочностью или хрупкостью в зависимости от поставленных целей и задач.
    Эти машины будут настолько крошечными, что питание для работы будут получать от простого ритма вашего сердца или химической энергии, содержащейся в наших клетках. С помощью нанотехнологий мы сможем вести полное наблюдение и разработку лекарств от таких недугов, как болезнь Альцгеймера, или рака, создавать более эффективные энергоносители, удивительные по своим свойствам материалы, практически вечные или разрушаемые лишь под воздействием определенных световых волн.
    Однажды человечество сможет взглянуть на время без наномашин как на каменный век, но пока нам лишь остается догадываться и предвкушать то, что позволит осуществить нам эта технология.

  10. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *