- Che cos'è la nanotecnologia?
- Storia delle nanotecnologie
- A cosa serve la nanotecnologia?
- Applicazioni di nanotecnologia
- Esempi di nanotecnologie
- Nanotecnologie in medicina
- Nanotecnologie e biotecnologie
Spieghiamo cos'è la nanotecnologia, a cosa serve ed esempi. Inoltre, le sue applicazioni in medicina, biotecnologia e altri settori.
Che cos'è la nanotecnologia?
In generale, la nanotecnologia è la manipolazione e la produzione di materiali e manufatti a un scala atomico o molecolare, cioè nanometrico. È un campo molto ampio di ricerca e applicazioni ancora in fase di consolidamento.
La nanotecnologia coinvolge questione subatomico, nonché la conoscenza specifica di discipline scientifico come chimica organica, biologia molecolare, semiconduttori, microfabbricazione e scienza superfici, tra le altre.
In parole povere, la nanotecnologia parte dall'idea di costruire macchine microscopiche con cui produrre nuovi materiali di una configurazione molecolare unica e particolare.
Tuttavia, la natura di molte di queste "macchine" non è simile a quelle che usiamo nella nostra vita quotidiana, ma potrebbe consistere in virus Geneticamente "riprogrammato" e altri mezzi biotecnologici. Di conseguenza, questo tecnologia è una fonte infinita di possibilità e, naturalmente, di pericoli.
Inoltre, attraverso le nanotecnologie, sono stati costruiti nanomateriali, che sono elementi inesistenti nel natura e proprietà sorprendenti. Sono stati creati dalla modifica del molecole di materiali esistenti.
Si è così aperto un gigantesco campo di ricerca con applicazioni virtualmente infinite, ancora in via di definizione e sperimentazione. La nanotecnologia promette di portare con sé una nuova rivoluzione industriale e scientifico-tecnologica.
Storia delle nanotecnologie
Nel 1959 fu discussa per la prima volta la possibilità della nanotecnologia e della nanoscienza. Il primo a farne riferimento fu un Premio Nobel per la Fisica, l'americano Richard Feynman (1918-1988), durante il suo intervento al Caltech (California, USA), in cui teorizzò la sintesi per manipolazione diretta del atomi.
Tuttavia, il termine "nanotecnologia" è stato coniato nel 1974 dal giapponese Norio Taniguchi (1912-1999). Da allora, molti hanno sognato o teorizzato la possibilità di questo tipo di macchine e materiali avanzati.
Ad esempio, l'ingegnere americano Kim Eric Drexler (1955-) ha partecipato alla divulgazione del termine e questo tipo di ricerca, essendo in gran parte responsabile dell'inizio formale del campo di studio delle nanotecnologie negli anni '80, risponde ai progressi di il tempo in microscopia e la scoperta dei fullereni nel 1985.
Dal 2000 i nanomateriali hanno cominciato ad essere utilizzati industrialmente. In risposta il governi del mondo ha iniziato a investire ingenti somme nella ricerca e nello sviluppo delle nanotecnologie.
Le sue applicazioni nel campo del biochimica, medicina e Ingegneria genetica si sono manifestati poco dopo. Oggi è uno dei campi scientifici di maggior validità e richiesta anche nei paesi del cosiddetto Terzo Mondo.
A cosa serve la nanotecnologia?
In termini di base, la nanotecnologia è un tipo di ingegneria dei materiali su scala atomica o molecolare. Ciò significa che ti permette di manipolare la materia su una scala infinitamente piccola, tra 1 e 100 nanometri, cioè circa le dimensioni di una molecola di DNA (2 nm) e a batterio del genere Mycoplasma (200 nm).
Pertanto, i vantaggi della nanotecnologia sono praticamente infiniti: dall'intervenire sulla composizione chimica del esseri viventi, permettendo così di modificare il DNA di esseri viventi microscopici e "programmarli" per svolgere determinati compiti biochimici, fino alla produzione di nuovi materiali con proprietà uniche, chiamati nanomateriali.
Applicazioni di nanotecnologia
Alcune delle attuali applicazioni della nanotecnologia hanno a che fare con:
- Industria tessile. La creazione di tessuti intelligenti, capaci di comportamenti preprogrammati in chip o altri strumenti elettronici, potendo così essere autopulenti, antimacchia o modificabili colorazione e di temperatura.
- Progettazione agricola. Elaborazione di pesticidi, pesticidi e fertilizzanti a biochimica controllata che consentono il miglioramento della suoli, così come nanosensori per il rilevamento di acque sotterranee, concentrazione di nutrienti, ecc.
- Sostegno al bestiame. Fabbricazione attraverso nanoparticelle di vaccini e farmaci per prendersi cura del Salute bestiame, o nanosensori in grado di allertare la presenza di malattie, parassiti, eccetera.
- Industria alimentare. In questo ambito vengono sviluppati i sensori alimentari, ovvero elementi in grado di verificare la fattibilità di cibo, al nano-packaging per esso, appositamente studiato per rallentare il naturale processo di decomposizione degli alimenti.
- Nanofarmaci. È una prima generazione di prodotti Prodotti farmacologici progettati con nanosistemi, in grado di distribuire in modo efficiente e specifico i composti attivi dei farmaci, ottenendo risultati migliori e più rapidi e riducendo al minimo i danni collaterali.
D'altra parte, il industria prevede come futuri campi di ricerca i seguenti:
- Nanoinformatica. La progettazione di sistemi computerizzati di enorme potenza e velocità attraverso nanosistemi.
- Nanotermologia. Applicazione di nanomacchine per regolare in modo efficiente e rapido la temperatura locale.
- Nanoenergie. Che potrebbero essere efficienti, sicuri e bassi impatto ambientale, come soluzione alla crisi energetica con cui inizia il XXI secolo.
- Soluzioni ambientali. Come sistemi nanotecnologici per lo smaltimento di rifiuti pericolosi o lo smaltimento dei rifiuti.
Esempi di nanotecnologie
Un paio di esempi dell'attuale applicazione delle nanotecnologie per i problemi gli esseri umani sono i seguenti:
- Silicio battericida nero. Scienziati australiani e spagnoli hanno annunciato la creazione di un materiale noto come "silicio nero", la cui composizione molecolare impedisce, senza bisogno di prodotti aggiunti, la proliferazione di numerosi specie di batteri gram-positivi e gram-negativi, oltre a ridurre l'efficacia di alcuni tipi di endospore.
- Nanochirurgia utilizzando un robot. Il laboratorio svizzero ETH Zürich si prepara a testare il suo primo micro-robot a guida magnetica, noto come OctoMag, con il quale si prevede di poter effettuare microchirurgia senza aprire il paziente, semplicemente iniettandolo nel corpo attraverso un piccolo ago. Modelli simili di micropompe sono stati testati anche negli Stati Uniti, rilasciando farmaci nell'occhio quando necessario.
Nanotecnologie in medicina
Le promesse della nanotecnologia per il progresso della medicina sono a dir poco sconcertanti. Sopra abbiamo fornito un paio di esempi di questo, ma c'è ancora molto da scoprire, come:
- Nanotrattamenti per malattie incurabili. Le soluzioni nanotecnologiche per il cancro, l'HIV/AIDS o il morbo di Alzheimer potrebbero provenire dalla mano di robot biochimici iniettati nel corpo umano.
- Rallentamento nanotecnologico dell'invecchiamento. Un giorno potremmo, attraverso le nanoparticelle, combattere l'invecchiamento a livello molecolare ed estendere ulteriormente la nostra durata della vita, ritardando la senilità.
- Nanovaccine. Sistemi di protezione contro le malattie basati sull'introduzione di nanosistemi nell'organismo, che si occuperebbero di assistere il sistema immune nella lotta contro tutti i tipi di nuove malattie.
- Riprogrammazione genetica. Utilizzando i nanorobot, sarebbe possibile modificare il nostro DNA ed eliminare gradualmente i geni che portano malattie congenite, carenze e altri mali. Questo migliorerebbe il qualità della vita della specie in generale. Questo, ovviamente, richiede anche un ripensamento in una certa misura delle leggi morali della scienza.
Nanotecnologie e biotecnologie
La biotecnologia è l'applicazione di soluzioni tecnologiche per i problemi di natura biologica. Assume un livello completamente nuovo grazie all'introduzione delle nanoscienze.
La possibilità di programmare o riprogrammare gli esseri viventi attraverso l'intervento nanotecnologico del DNA potrebbe consentirci di condurre la vita verso percorsi più convenienti. Tuttavia, la combinazione di biotecnologia e nanotecnologia comporterà notevoli rischi etici e biologici.
L'umanità sa molto bene cosa succede quando cerca di giocare a fare Dio. Ad esempio, la produzione di più vacche da latte e con più carne, colture resistenti ai parassiti, ecc., dovrebbe sempre andare di pari passo con la riflessione sul nostro posto nell'ordine naturale del mondo.