Màu sắc của các hạt nano vàng trong huyền phù thay đổi tùy theo kích thước của các hạt nano. Valeg96, CC BY

Những gì từ công nghệ nano công nghệ nano gợi lên cho bạn?

Tôi đã dành phần tốt nhất của một tuần nói về thuật ngữ công nghệ nano có tên khoa học và liệu đó có phải là một lĩnh vực thực sự, một thuật ngữ thực sự hay không.

Theo nghĩa đơn giản nhất, công nghệ nano có nghĩa là làm việc với các vật liệu ở quy mô một phần tỷ mét. Tiền tố nano nano đề cập đến một phần tỷ: đó là một phần của thang đo khoa học.

Tôi sử dụng thuật ngữ công nghệ nano như một thuật ngữ bắt tất cả thuận tiện để mô tả lĩnh vực nghiên cứu của tôi. Nghiên cứu của tôi là chế tạo các hạt nano có thể được sử dụng như những viên nang nhỏ để đưa thuốc đến các tế bào. Tôi làm việc với protein và một loạt các hạt nano vàng để thử và đạt được mục tiêu này.

Bán công nghệ nano

Giống như nhiều thuật ngữ khoa học và học thuật, công nghệ nano (còn được gọi là nano nano) là một thuật ngữ được sử dụng quá mức, quá mức trong các phương tiện truyền thông đại chúng.

Các công ty mỹ phẩm quảng cáo sản phẩm với công nghệ nano trên mạng - có lẽ hy vọng truyền đạt rằng các robot nhỏ đang sửa chữa làn da của bạn. Tuy nhiên, những sản phẩm này có nhiều khả năng chỉ bao gồm liposome - những bong bóng lipid hai lớp nhỏ xíu. Chúng là các hạt nano, không hoàn toàn là robot nano mà chúng ta sẽ hình dung từ khoa học viễn tưởng.

Sản phẩm Tata Nano xe hơi ở Ấn Độ và Apple iPod Nano Máy nghe nhạc cũng sử dụng tiền tố nano nano. Nó trở thành một tiền tố thuận tiện, giống như cách mà micro micro và và thông minh có thể được sử dụng quá mức và các thuật ngữ tiếp thị vô nghĩa.

Để làm phức tạp hơn nữa, công nghệ nano và khoa học nano hiện đang đồng nghĩa với phổ biếnrobot thu nhỏ sẽ biến thế giới thành màu xám" hoặc là mối đe dọa vô hình để chúng tôi sức khỏe và môi trường.

Đúng là có một số liên quan xung quanh các tác động môi trường tiềm tàng của vật liệu nano được xử lý không đúng cách. Độc tính của vật liệu nano và các vấn đề quy định xung quanh việc sử dụng và xử lý chúng là một cuộc thảo luận đang diễn ra.

Nhưng thật là bực bội khi một nhà truyền thông khoa học và nhà khoa học nhìn thấy thuật ngữ C nano nano được sử dụng theo một số cách này - không phải vì thiếu hài hước mà vì số lượng nỗ lực cần thiết để chống lại những quan niệm sai lầm này thường không tương xứng với sự dễ dãi của nó họ đang bị lạm dụng

"Nano" có nghĩa là gì không?

Vậy thuật ngữ công nghệ nano có áp dụng cho mọi thứ và do đó không có ý nghĩa gì không? Mặc dù nano là một từ thông dụng trong quảng cáo và truyền thông, nhưng có sự hiểu biết cụ thể hơn về những gì nó đòi hỏi trong khoa học ?— ?hay đúng hơn là kỹ thuật.

Công nghệ nano là một lĩnh vực rộng lớn bao gồm các nghiên cứu và phát minh sử dụng các hiệu ứng lượng tử xảy ra ở cấp độ nano - nghĩa là ở mức nanomet hoặc một phần tỷ của một mét.

Do kích thước của vật liệu và hạt ở cấp độ này, các hiệu ứng lượng tử trở nên rõ rệt hơn ở cấp độ nano và có thể được sử dụng để tạo ra các vật liệu hoàn toàn mới, mỏng hơn.

Thuật ngữ "hiệu ứng lượng tửỞ đây đề cập đến các tính chất của vật liệu hình thành điểm nóng chảy, huỳnh quang, tính dẫn điện và phản ứng hóa học.

Ví dụ, ở cấp độ nano, có các tính chất quang học mới - nghĩa là các phản ứng giữa ánh sáng và vật liệu - có thể được sử dụng cho các ứng dụng như mã hóa nano.

Công nghệ nano sử dụng những đặc tính này để chế tạo vật liệu và thiết bị mới ?— ?bất cứ thứ gì từ điện tử mềm, siêu mạng plasmonic (vật liệu nano siêu mỏng tương tác với ánh sáng), hạt nano vàng, bạc và polymer, dây nano, v.v.

Trong thực tế, các phân tử sinh học và virus là bản gốc, tất cả là công nghệ nano tự nhiên. Các phân tử sinh học như DNA có thể lưu trữ mã di truyền của sự sống, nhưng cấu trúc của DNA có thể được sử dụng để tạo ra các dây nano và DNA có thể được sử dụng làm cầu nối giữa các hạt với kết nối chúng lại với nhau.

Protein có thể được sử dụng làm giàn giáo để tạo ra các cấu trúc kim loại được gọi là khung kim loại hữu cơ có thể được sử dụng làm bộ lọc hoặc để cung cấp các liệu pháp, để chỉ tên hai ứng dụng.

Chúng tôi cũng có thể tạo ra các vật liệu từ các vật liệu vô cơ như vàng và bạc - hiện đã có bút cho phép bạn vẽ các mạch dây nano.

Kem chống nắng có hạt nano, và hạt nano bạc được sử dụng làm chất chống vi khuẩn trong nhiều vật dụng hàng ngày. Pin lithium sử dụng công nghệ nano để lưu trữ tốt hơn: trên thực tế, công nghệ nano rất quan trọng để cải thiện hiệu suất và dung lượng pin.

Và công nghệ nano rất hữu ích trong việc thu nhỏ các thiết bị và cải thiện hiệu suất của chúng. Bây giờ chúng ta có các trình tự DNA DNA cầm tay có thể được sử dụng trong lĩnh vực này. Chúng tôi không còn phải gửi mẫu trở lại phòng thí nghiệm và chờ kết quả - chúng tôi có thể giải trình tự DNA trên trang web, nhờ sử dụng thông minh protein trong các thiết bị thu nhỏ.

Hầu hết các nghiên cứu công nghệ nano là liên ngành (kết hợp chuyên môn khác nhau), thậm chí là liên ngành (hoạt động trên nhiều lĩnh vực khoa học). Nó đòi hỏi bạn phải đi sâu vào hóa học (vô cơ và hữu cơ), điện tử, hóa học phân tích, hóa học bề mặt, hóa học và cấu trúc protein, hóa học axit nucleic (cả DNA và RNA), lipid (chất béo) và nhiều kỹ thuật khác.

Vì vậy, việc sử dụng thuật ngữ công nghệ nano bắt mắt thường dễ dàng hơn khi mô tả loại nghiên cứu này liên quan đến nhiều ngành.

Chúng tôi sử dụng các đặc tính nano của vật liệu, sáng tạo và sáng tạo để tạo ra công nghệ mới, vật liệu mới, cấu trúc mới và có lẽ trong tương lai, những cách thức mới.

Hãy nghĩ về nó theo cách này: nếu bạn muốn thu nhỏ các thiết bị, bạn làm cho các thành phần của các thiết bị này nhỏ hơn. Công nghệ nano chỉ sử dụng các thành phần kích thước nanomet để chế tạo các thiết bị này, sử dụng các hiệu ứng lượng tử nổi bật ở quy mô này.

Công nghệ nano tập hợp tất cả các tính năng này cho các ứng dụng hữu ích.

Nano không phải là tất cả 'BS'

Ở mặt than, nghiên cứu chủ yếu là những ý tưởng hấp dẫn đòi hỏi tối ưu hóa tẻ nhạt; cố gắng sản xuất các vật phẩm nhỏ từ quy trình từ dưới lên (nghĩa là xây dựng ở cấp độ nano) thay vì từ trên xuống (tinh chỉnh các vật liệu hiện có).

Trong công nghệ nano, chúng ta không phải phá vỡ các vật liệu lớn thành các mảnh nhỏ, chúng ta cố gắng tạo ra chúng từ dưới lên bằng hóa học. Loại công việc này có thể nhàm chán, nhưng khi nó hoạt động lần đầu tiên, nó giống như phép thuật.

Vì vậy, công nghệ nano có thể, đôi khi, như Elon Musk bao hàm, là một nhiệm vụ bắt kịp tất cả.

Nhưng đó cũng là lĩnh vực mà nhiều nhà khoa học và kỹ sư làm việc mỗi ngày và nhiều trường đại học thừa nhận. Đó là một lĩnh vực đang phát triển, đang phát triển đầy những phát minh mới thú vị và thông minh.

Theo nhiều cách, đó là một nỗ lực thực sự nghiêm túc để kết hợp cả hữu cơ và vô cơ lại với nhau thành các thiết bị bắt chước các tinh chỉnh tinh tế của tự nhiên. Thật khó khăn - và phấn khởi.

Giới thiệu về Tác giả

Upulie Divisekera, ứng cử viên tiến sĩ, Đại học Monash

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon