¿Qué impacto tiene la nanotecnología en la vida humana?
El científico estadounidense Neil Rice dijo: "La nanotecnología es el campo de la ciencia y la ingeniería con más probabilidades de lograr avances en el futuro". Esta tecnología no es sólo un paso hacia la miniaturización, sino también hacia un nuevo mundo microscópico donde el movimiento de la materia se rige por principios cuánticos.
Las teorías tradicionales que explican las propiedades de los materiales sólo son aplicables a sustancias con una longitud crítica de 100 nm. Si las dimensiones de una estructura son menores que una longitud crítica, entonces las propiedades de la materia no pueden explicarse mediante las teorías tradicionales. A finales del siglo XX, los científicos de todo el mundo trabajaban arduamente para encontrar fenómenos novedosos en el campo intermedio, es decir, desde el nivel de moléculas individuales o átomos hasta cientos de miles de moléculas. El estudio de esta teoría básica ha desempeñado un papel positivo en la promoción del progreso de la investigación actual en nanociencia.
Sabemos que la unidad básica de la materia es el átomo. Así que la investigación actual sobre nanotecnología trata en realidad de que la gente entienda el mundo a nivel atómico.
Ya en 1993, investigadores del Laboratorio de Física del Vacío de la Academia de Ciencias de China en Beijing manipularon átomos con tanta libertad como si estuvieran jugando al ajedrez bajo un microscopio y escribieron la palabra "China", que marcó el comienzo de la revolución internacional de China. influencia. Hay un lugar en el campo nanométrico. Esto es sólo un experimento, pero los humanos pueden descubrir y ver los milagros que existen en el mundo nanométrico; los humanos obtendrán cada vez más beneficios en el nuevo campo de la nanotecnología.
Los científicos han descrito las perspectivas de aplicación de productos a nanoescala y esperan la aparición de nuevos materiales especiales y novedosos en un futuro próximo. Estos materiales tendrán múltiples funciones y podrán detectar cambios en su entorno y responder en consecuencia. Los expertos en nanotecnología predicen otro nivel de resistencia del acero. 10 veces el peso del material, que es sólo 1/10 del papel, tiene superconductividad, transparencia y un punto de fusión más alto.
¿Qué utilidad tendrá la nanotecnología en nuestras vidas? Hay muchos ejemplos, por ejemplo, de nanotubos de carbono, que tienen menos de una décima parte del diámetro de un cabello humano y pueden utilizarse como cables extremadamente finos o en dispositivos electrónicos ultrapequeños. El uso de nanotecnología en la memoria podría aumentar en gran medida las capacidades de almacenamiento de los dispositivos electrónicos, permitiendo que la información de una biblioteca de millones de libros quepa en un dispositivo del tamaño de una barra de chocolate.
Por poner otro ejemplo, algunas personas llaman al nanómetro "MSG industrial" porque si se "rocía" en muchos materiales tradicionales, los productos antiguos adquirirán un nuevo aspecto. Tablas de cortar, trapos, baldosas de cerámica, tarjetas magnéticas del metro, estas pequeñas cosas limpias se pueden desodorizar y esterilizar una vez que se les agregan nanopartículas. La construcción con hormigón de cemento mezclado con nanopartículas humanas puede absorber y degradar sustancias nocivas en el aire. El hormigón armado también puede "respirar profundamente" como un bosque. Los chips de silicio existentes serán reemplazados por componentes de nanotubos cientos de veces más pequeños, y las computadoras gigantes que ocupaban varias habitaciones ahora podrán ser lo suficientemente pequeñas como para caber en su bolsillo.
Lo más atractivo en la vida real es el futuro "nanorobot", que puede ingresar al cuerpo humano y destruir todas las células cancerosas sin dañar las células sanas; puede administrar medicamentos de un lado a otro del cuerpo humano, limpios; y Arterias, reparar corazón, cerebro y otros órganos sin cirugía.
En 1999, en un informe sobre nanotecnología, el gobierno de Estados Unidos pidió acelerar la investigación básica en nanotecnología e ingeniería. El Presidente de los Estados Unidos cree que la nanotecnología es muy importante para mantener la posición de liderazgo de los Estados Unidos en ciencia, tecnología y economía, y propuso duplicar el presupuesto federal para la investigación en nanotecnología a 49.500 millones de dólares. Los esfuerzos de investigación de la Iniciativa Nacional de Nanotecnología de EE. UU. serán coordinados por un comité compuesto por altos representantes de varios programas gubernamentales de I+D. Los Departamentos de Energía, Defensa, Comercio, la Administración Espacial, la Fundación Nacional de Ciencias y los Institutos Nacionales de Salud desempeñarán papeles importantes bajo la dirección del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología. En su fase inicial, la Iniciativa Nacional de Nanotecnología de EE. UU. se centra en materiales con características novedosas a nivel molecular y propiedades físicas y químicas significativamente mejoradas. El propósito de este programa no es sólo proporcionar los instrumentos y equipos más avanzados de los Estados Unidos, sino también cultivar un grupo de investigadores especializados en la nanotecnología más avanzada.
Algunas áreas de frontera de la nanotecnología de interés para los investigadores de nanotecnología de varios países se pueden resumir en los siguientes cinco aspectos:
-A nivel nanométrico, la interacción entre electrones y átomos se verá afectada por factores cambiantes. De esta manera, los científicos podrán controlar las propiedades básicas del material, como el magnetismo, la capacidad de almacenamiento y la capacidad catalítica, sin cambiar la composición química del material.
-A nivel nanométrico, los sistemas biológicos tienen una organización sistemática que permite a los científicos colocar fácilmente componentes artificiales y sistemas de ensamblaje en las células. Es posible que los humanos imiten la naturaleza y creen máquinas moleculares.
Los nanocomponentes tienen una gran superficie, lo que los convierte en catalizadores y absorbentes ideales y pueden usarse para liberar energía eléctrica y aplicar fármacos a las células humanas.
En comparación con los materiales ordinarios, los materiales fabricados mediante nanotecnología tendrán un volumen muy reducido y su resistencia y tenacidad mejorarán mientras su composición permanece sin cambios. Como las nanopartículas son tan pequeñas, no se producen defectos en la superficie y, como las nanopartículas tienen una alta energía superficial, su resistencia aumenta. Esto será muy útil para fabricar materiales compuestos de alta resistencia.
—— En comparación con las macroestructuras, las nanoestructuras son órdenes de magnitud más pequeñas en cada dimensión, por lo que las interacciones ocurren más rápido, lo que conducirá a sistemas más eficientes energéticamente y con mejor rendimiento, lo que permitirá a la humanidad avanzar gradualmente hacia el. campo de la ciencia y la tecnología de alta gama.
Gracias a los esfuerzos de los nanoexpertos de todo el mundo, la era nano nos está llamando. Algunos científicos predicen que esta revolución nanotecnológica será comparable a la revolución provocada por la sustitución de los transistores por dispositivos microelectrónicos. La aparición de micronanotransistores y chips de nanomemoria en el futuro aumentará millones de veces la velocidad y la eficiencia de las computadoras, aumentará la capacidad de almacenamiento de los discos a cientos de veces la actual y reducirá el consumo de energía a cien mil. veces el de hoy. También puede aumentar el ancho de banda de comunicación cientos de veces y la pantalla plegable será 10 veces más brillante que la pantalla actual. Además, es posible que a nanoescala se combinen componentes biológicos y no biológicos en sensores y procesadores interactivos que serían más beneficiosos para los humanos.
¿Hasta dónde pueden prever los científicos el futuro? La Asociación de la Industria de Semiconductores de Estados Unidos ha elaborado una hoja de ruta para el desarrollo de procesadores, sensores, memorias y dispositivos de transmisión, pero esta hoja de ruta sólo se extiende hasta 2010 y sólo alcanza estructuras con un tamaño de 100 nanómetros, que es mayor que todos los dispositivos nanoestructurados. La asociación explicó que se necesita tiempo para que los descubrimientos científicos se conviertan en tecnologías comercialmente viables, y se estima que la nanotecnología no madurará hasta 2010 ~ 2015.
Se puede ver que en un futuro próximo, es un hecho indiscutible que los productos a nanoescala aparecerán en grandes cantidades. Con la investigación en profundidad sobre nanotecnología y productos, la nanotecnología y las patentes de tecnología se comercializarán en más de diez años. Parece que la nanotecnología realmente se convertirá en parte de nuestra vida diaria y mejorará la sociedad humana, el entorno de vida y la tecnología. Anhelamos que este día llegue pronto.