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Nanotechnology

Nanotechnology refiere a un campo de ciencia aplicada y tecnología que tema es el control de la materia en atómico y molecular escala, generalmente 100 nanómetros o más pequeño, y la fabricación de los dispositivos o de los materiales que mienten dentro de esa gama del tamaño.

Contenido 1 Descripción 2 Orígenes 3 Conceptos fundamentales 3.1 Más grande a más pequeño: una perspectiva de los materiales 3.2 Simple al complejo: una perspectiva molecular 3.3 Nanotechnology molecular: una visión a largo plazo 4 Investigación actual 4.1 Nanomaterials 4.2 Acercamientos Bottom-up 4.3 Acercamientos de arriba hacia abajo 4.4 Acercamientos funcionales 4.5 Especulativo 5 Herramientas y técnicas 6 Usos 6.1 Cáncer 7 Salud y preocupaciones ambientales 8 Implicaciones 9 Vea también 10 Referencias 11 Lectura adicional 12 Acoplamientos externos 12.1 Portals 12.2 Artículos 12.3 Videos

Descripción

Nanotechnology es a altamente multidisciplinario campo, dibujando de campos por ejemplo física aplicada, ciencia material, ciencia del interfaz y del coloide, física del dispositivo, química supramolecular (que refiere al área de la química que se centra en las interacciones noncovalent de la vinculación de moléculas), uno mismo-repliegue de las máquinas y robótica, ingeniería química, ingeniería industrial, ingeniería biológica, y ingeniería eléctrica. El agrupar de las ciencias debajo del paraguas del “nanotechnology” se ha preguntado sobre la base que hay poca límite-travesía real entre las ciencias que funcionan encendido nano-escalan. La instrumentación es la única área de la tecnología común a todas las disciplinas; en el contrario, por ejemplo las industrias farmacéuticas y del semiconductor “no hablan con uno a”. Las corporaciones que llaman sus productos “nanotechnology” típicamente los ponen solamente a cierto racimo industrial.^[1]

Dos acercamientos principales se utilizan en nanotechnology. En el acercamiento “bottom-up”, los materiales y los dispositivos se construyen de molecular componentes que móntese químicamente por principios de reconocimiento molecular. En el acercamiento “de arriba hacia abajo”, los nano-objetos se construyen de entidades más grandes sin control del atómico-nivel. El ímpetu para el nanotechnology viene de un interés renovado adentro Ciencia del interfaz y del coloide, juntado con una nueva generación de herramientas analíticas tales como microscopio atómico de la fuerza (AFM), y microscopio de exploración el hacer un túnel (STM). Combinado con procesos refinados por ejemplo litografía del haz electrónico y epitaxy de viga molecular, estos instrumentos permiten la manipulación deliberada de nanostructures, y conducen a la observación de los fenómenos de la novela.

Los ejemplos del nanotechnology son la fabricación de los polímeros basados en la estructura molecular, y el diseño de viruta de computadora disposiciones basadas en la ciencia superficial. A pesar de la promesa de nanotechnologies por ejemplo puntos del quántum y nanotubes, los usos comerciales verdaderos han utilizado principalmente las ventajas de nanoparticles coloidales en forma a granel, por ejemplo loción del bronceado, cosméticos, capas protectoras, entrega de la droga,^[2] y ropa resistente de la mancha.

Orígenes

Artículo principal: Historia del nanotechnology

El primer uso de los conceptos en “nano-tecnología” (pero el uso del predating de ese nombre) estaba en”Hay un montón de sitio en el fondo, “una charla dada por el físico Richard Feynman en Sociedad física americana el satisfacer en Caltech en 29 de diciembre, 1959. Feynman describió un proceso por el cual la capacidad de manipular los átomos y las moléculas individuales pudo ser desarrollada, usando un sistema de herramientas exactas para construir y para funcionar otro sistema proporcional más pequeño, así que encendido abajo a la escala necesaria. En el curso de esto, él observó, escalando ediciones se presentaría de la magnitud que cambiaba de varios fenómenos físicos: la gravedad se convirtió en tensión de superficie menos importante, y Atracción de Van der Waals se convirtió más importantes, el etc. Esta idea básica aparece plausible, y la asamblea exponencial la realza con paralelismo para producir una cantidad útil de productos finales. El término “nanotechnology” fue definido cerca Universidad de la ciencia de Tokio Profesor Norio Taniguchi en a 1974 papel^[3] como sigue: ““la Nano-tecnología” consiste en principalmente el proceso de, la separación, la consolidación, y la deformación de materiales por un átomo o por una molécula.” En los años 80 la idea básica de esta definición fue explorada en mucho más profundidad cerca El Dr. K. Eric Drexler, de la cual promovió la significación tecnológica nano-escale los fenómenos y los dispositivos a través de discursos y de los libros Motores de la creación: La era que viene de Nanotechnology (1986) y Nanosystems: Maquinaria molecular, fabricación, y cómputo,^[4] y el término adquirió tan su sentido actual. Motores de la creación: La era que viene de Nanotechnology se considera el primer libro en el asunto del nanotechnology. Nanotechnology y el nanoscience consiguieron comenzados en los años 80 tempranos con dos progresos importantes; el nacimiento de racimo ciencia y la invención del microscopio de exploración el hacer un túnel (STM). Este desarrollo condujo al descubrimiento de fullerenes en 1986 y nanotubes del carbón algunos años más tarde. En otro desarrollo, la síntesis y características del semiconductor nanocrystals fue estudiado; Esto condujo a un número de aumento rápido de los nanoparticles del óxido de metal de puntos del quántum. microscopio atómico de la fuerza fue inventado seis años después de que el STM fue inventado. En 2000, la iniciativa nacional de Estados Unidos Nanotechnology fue fundada para coordinar la investigación y el desarrollo federales del nanotechnology.

Conceptos fundamentales

Un nanómetro (nanómetro) es un billionth, o 10^-9 de un metro. Poner esa escala en contexto, el tamaño comparativo de un nanómetro a un metro es igual que el de un mármol al tamaño de la tierra.^[5] U otra manera de ponerla: un nanómetro es la cantidad que la barba de un hombre crece en el tiempo lo toma para levantar la maquinilla de afeitar a su cara.^[5]

Carbón-carbón típico longitudes en enlace, o el espaciamiento entre estos átomos en una molécula, está en la gama 0.12-0.15 nanómetros, y a DNA la doble-hélice tiene un diámetro alrededor 2 nanómetro. Por otra parte, el más pequeño celular lifeforms, las bacterias del género Mycoplasma, son alrededor 200 nanómetro en longitud.

Más grande a más pequeño: una perspectiva de los materiales

Artículo principal: Nanomaterials

Un número de fenómenos físicos llegan a ser pronunciados mientras que el tamaño del sistema disminuye. Éstos incluyen mecánico estadístico efectos, así como quántum mecánico efectos, por ejemplo “quántum clasifique el efecto” donde las características electrónicas de sólidos se alteran con grandes reducciones de tamaño de partícula. Este efecto no entra en el juego yendo de macro a las dimensiones micro. Sin embargo, llega a ser dominante cuando se alcanza la gama del tamaño del nanómetro. Además, un número (mecánico, eléctrico, óptico, etc.) de características físicas cambian cuando están comparadas a los sistemas macroscópicos. Un ejemplo es el aumento en el área superficial a las características mecánicas, termales y catalíticas el alterarse del cociente del volumen de materiales. Novela mecánico las características de nanosystems están de interés en nanomechanics investigación. La actividad catalítica de nanomaterials también abre riesgos potenciales en su interacción con biomateriales.

Los materiales reducidos al nanoscale pueden demostrar diversas características comparadas a lo que exhiben en una macroescala, permitiendo usos únicos. Por ejemplo, las sustancias opacas llegan a ser transparentes (cobre); los materiales inertes se convierten en catalizadores (platino); los materiales estables dan vuelta al combustible (aluminio); los sólidos dan vuelta en líquidos en la temperatura ambiente (oro); los aisladores se convierten en conductores (silicio). Un material por ejemplo oro, que es químicamente inerte en las escalas normales, puede servir como producto químico potente catalizador en los nanoscales. Mucha de la fascinación con nanotechnology proviene estos fenómenos del quántum y de la superficie que la materia exhiba en el nanoscale.

Simple al complejo: una perspectiva molecular

Artículo principal: Uno mismo-asamblea molecular

Moderno química sintética ha alcanzado el punto donde está posible preparar pequeño moléculas a casi cualquier estructura. Estos métodos se utilizan hoy para producir una variedad amplia de productos químicos útiles por ejemplo productos farmacéuticos o anuncio polímeros. Esta capacidad plantea la cuestión de ampliar esta clase de control al nivel siguiente-más grande, intentando métodos para montar estas solas moléculas en asambleas supramolecular consistir en muchas moléculas arregló de una manera bien definida.

Estos acercamientos utilizan los conceptos de uno mismo-asamblea molecular y/o química supramolecular arreglarse automáticamente en una cierta conformación útil con a bottom-up acercamiento. El concepto de reconocimiento molecular es especialmente importante: las moléculas pueden ser diseñadas para favorecer una conformación o un arreglo específica debido a no-covalente fuerzas intermoleculares. El Watson-Crick el basepairing las reglas son un resultado directo de esto, al igual que la especificidad del enzima siendo apuntado a un solo substrato, o el específico plegamiento de la proteína sí mismo. Así, dos o más componentes se pueden diseñar para ser complementarios y mutuamente atractivos de modo que hagan un entero más complejo y más útil.

Tales acercamientos bottom-up deben poder producir los dispositivos en paralelo y métodos mucho más barato que de arriba hacia abajo, pero podrían potencialmente ser abrumados mientras que el tamaño y la complejidad de la asamblea deseada aumenta. La mayoría de las estructuras útiles requieren el complejo y termodinámico arreglos inverosímiles de átomos. Sin embargo, hay muchos ejemplos de la uno mismo-asamblea basados en el reconocimiento molecular adentro biología, lo más notablemente posible Watson-Crick basepairing y enzima-substrato interacciones. El desafío para el nanotechnology es si estos principios se pueden utilizar para dirigir construcciones de la novela además las naturales.

Nanotechnology molecular: una visión a largo plazo

Artículo principal: Nanotechnology molecular

El nanotechnology molecular, a veces llamado fabricación molecular, es un término dado al concepto de los nanosystems dirigidos (máquinas del nanoscale) que funcionan en la escala molecular. Se asocia especialmente al concepto de a ensamblador molecular, una máquina de la cual puede producir un átomo-por-átomo deseado de la estructura o del dispositivo usando los principios mechanosynthesis. Fabricación en el contexto de nanosystems productivos no se relaciona con, y debe ser de claramente distinguido, de las tecnologías convencionales usadas para fabricar nanomaterials tales como nanotubes y nanoparticles del carbón.

Cuando el término “nanotechnology” fue acuñado y popularizado independientemente cerca Eric Drexler (quién era en ese entonces inconsciente de uso anterior por Norio Taniguchi) refirió a una tecnología futura de la fabricación basada encendido máquina molecular sistemas. La premisa era que molecular-escala analogías biológicas de los componentes tradicionales de la máquina demostró las máquinas moleculares era posible: por los ejemplos incontables encontrados en biología, es sabido que sofisticado, estocástico las máquinas biológicas optimizadas se pueden producir.

Es que los progresos en nanotechnology harán posible su construcción por algún otro medio, quizás el usar esperado biomimetic principios. Sin embargo, Drexler y otros investigadores^[6] han propuesto que nanotechnology avanzado, aunque puesto en ejecución quizás inicialmente por medios biomimetic, podría ser basado en última instancia en los principios de la ingeniería industrial, a saber, una tecnología de la fabricación basada en la funcionalidad mecánica de estos componentes (tales como engranajes, cojinetes, motores, y miembros estructurales) que permitirían a asamblea programable, posicional a la especificación atómica (PNAS-1981). El funcionamiento de la física y de la ingeniería de los diseños del exemplar era analizado en el libro de Drexler Nanosystems.

Pero el análisis de Drexler es muy cualitativo y no trata muy presionar ediciones, tales como los problemas de los “dedos gordos” y de los “dedos pegajosos”. En general es muy difícil montar los dispositivos en la escala atómica, como tiene que colocar los átomos es otros átomos del tamaño y del stickyness comparables. Otra visión, puso adelante por Carlo Montemagno,^[7] es que los nanosystems futuros serán híbridos de la tecnología del silicio y de las máquinas moleculares biológicas. Otra visión, propone por el atrasado Richard Smalley, es que el mechanosynthesis es imposible debido a las dificultades en mecánicamente la manipulación de las moléculas individuales.

Esto condujo a un intercambio de letras en ACS publicación Noticias del producto químico y de la ingeniería en 2003.^[8] Aunque la biología demuestra claramente que los sistemas moleculares de la máquina son posibles, las máquinas moleculares no-biológicas están hoy solamente en su infancia. Los líderes en la investigación sobre las máquinas moleculares no-biológicas son el Dr. Alex Zettl y sus colegas en los laboratorios de Lorenzo Berkeley y Berkeley UC. Han construido por lo menos tres dispositivos moleculares distintos que movimiento es controlado del tablero del escritorio con voltaje que cambia: un nanotube nanomotor, a actuador molecular, y a oscilador nanoelectromechanical de la relajación.

Un experimento que indicaba que la asamblea molecular posicional es posible fue realizado por Ho y las heces en Universidad de Cornell en 1999. Utilizaron un microscopio el hacer un túnel de la exploración para mover una molécula individual del monóxido de carbono (CO) a un átomo individual del hierro (FE) que se sentaba en un cristal de plata plano, y químicamente para limitar el CO al FE aplicando un voltaje.

Investigación actual

Nanomaterials

Esto incluye los subcampos que desarrollan o estudian los materiales que tienen características únicas el presentarse de sus dimensiones del nanoscale.^[10]

• Ciencia del interfaz y del coloide ha dado lugar a muchos materiales que pueden ser útiles en nanotechnology, por ejemplo nanotubes del carbón y otro fullerenes, y vario nanoparticles y nanorods.
• Materiales de Nanoscale la poder también se utilice para usos a granel; la mayoría de los actuales usos comerciales del nanotechnology están de este sabor.
• El progreso se ha hecho al usar estos materiales para los usos médicos; vea Nanomedicine.

Acercamientos Bottom-up

Este búsqueda para arreglar componentes más pequeños en asambleas más complejas.

• Nanotechnology de la DNA utiliza la especificidad de Watson-Crick basepairing para construir las estructuras bien definidas fuera de DNA y otro ácidos nucleic.
• Los acercamientos del campo de la síntesis química “clásica” también tienen como objetivo el diseñar de las moléculas con forma bien definida (e.g. bis-peptides^[11]).
• Más generalmente, uno mismo-asamblea molecular búsquedas para utilizar conceptos de química supramolecular, y reconocimiento molecular particularmente, hacer componentes de la solo-molécula arreglarse automáticamente en una cierta conformación útil.

Acercamientos de arriba hacia abajo

Este búsqueda para crear dispositivos más pequeños usando los más grandes para dirigir a su asamblea.

• Muchas tecnologías descendieron de convencional métodos de estado sólido del silicio para fabricar microprocesadores sea capaz ahora de crear las características más pequeño de 100 nanómetro, cayendo bajo definición del nanotechnology. Magnetorresistencia gigante- las impulsiones duras basadas ya en el mercado cupieron esta descripción,^[12] al igual que deposición atómica de la capa Técnicas (ALD). Peter Grünberg y Albert Fert recibió Premio Nobel en la física para su descubrimiento de la magnetorresistencia y de las contribuciones gigantes al campo del spintronics en 2007.^[13]

• Las técnicas de estado sólido se pueden también utilizar para crear los dispositivos conocidos como sistemas nanoelectromechanical o NEMS, con el cual se relacionan sistemas microelectromechanical o MEMS.
• Microscopio atómico de la fuerza las extremidades se pueden utilizar como nanoscale “escriben la cabeza” para depositar un producto químico sobre una superficie en un patrón deseado en un proceso llamado nanolithography de la pluma de la inmersión. Este ajustes en el subcampo más grande de nanolithography.

Acercamientos funcionales

Este búsqueda para desarrollar componentes de una funcionalidad deseada sin consideración alguna hacia cómo puede ser que sean montados.

• Electrónica molecular búsquedas para desarrollar las moléculas con las características electrónicas útiles. Éstos se podían entonces utilizar como componentes de la solo-molécula en un dispositivo nanoelectronic.^[14] Para un ejemplo vea rotaxane.
• Los métodos químicos sintéticos se pueden también utilizar para crear motores moleculares sintéticos, por ejemplo adentro un supuesto nanocar.

Especulativo

Búsqueda de estos subcampos a anticipe qué invenciones el nanotechnology pudo rendir, o procure proponer una agenda a lo largo de la cual la investigación pudo progresar. Éstos toman a menudo una opinión del grande-cuadro del nanotechnology, con más énfasis en su implicaciones societal que los detalles de cómo tales invenciones podrían ser creadas realmente.

• Nanotechnology molecular es un acercamiento propuesto que implica el manipular de las solas moléculas en maneras finalmente controladas, deterministas. Esto es más teórico que los otros subcampos y está más allá de capacidades actuales.
• Nanorobotics centros en las máquinas autosuficientes de una cierta funcionalidad que funciona en el nanoscale. Hay esperanzas de aplicar nanorobots en medicina^[15][16][17], solamente puede no ser fácil hacer tal cosa debido a varias desventajas de tales dispositivos.^[18] Sin embargo, el progreso en los materiales y las metodologías innovadores se ha demostrado con algunas patentes concedidas sobre los nuevos dispositivos nanomanufacturing para los usos comerciales futuros, que también ayuda progresivamente en el desarrollo hacia nanorobots con el uso del concepto encajado del nanobioelectronics.^[19][20]
• Materia programable basado encendido átomos artificiales intenta diseñar los materiales que características pueden estar fácilmente y externamente controlaron reversible.
• Debido al renombre y a la exposición de los medios del nanotechnology del término, las palabras picotechnology y femtotechnology se han acuñado en analogía a ella, aunque éstos se utilizan solamente raramente e informal.

Herramientas y técnicas

Las primeras observaciones y medidas del tamaño de nano-partículas fueron hechas durante la primera década del vigésimo siglo. Se asocian sobre todo al nombre de Zsigmondy que hizo estudios detallados de sols del oro y otros nanomaterials con tamaños abajo a 10 nanómetro y menos. Él publicó un libro en 1914.^[21] Él utilizó ultramicroscopio eso emplea a campo oscuro método para ver partículas con tamaños mucho menos que luz longitud de onda.

Hay técnicas tradicionales desarrolladas durante el vigésimo siglo adentro Ciencia del interfaz y del coloide para caracterizar nanomaterials. Éstos son ampliamente utilizados para primera generación nanomaterials pasivos especificados en la sección siguiente.

Estos métodos incluyen varias diversas técnicas para caracterizar distribución de tamaño de partícula. Esta caracterización es imprescindible porque muchos materiales que se espera que nano-sean clasificados se agregan realmente en soluciones. Algunos de métodos se basan encendido dispersión ligera. Otro se aplica ultrasonido, por ejemplo espectroscopia de la atenuación del ultrasonido para probar nano-dispersiones y microemulsions concentrados.^[22]

Hay también un grupo de las técnicas tradicionales para caracterizar carga superficial o potencial del zeta de nano-partículas en soluciones. Este la información se requiere para el stabilzation apropiado del sistema, prevención su agregación o floculación. Estos métodos incluyen microelectrophoresis, dispersión ligera electrophoretic y electroacoustics. El pasado, por ejemplo corriente coloide de la vibración el método es conveniente para caracterizar sistemas concentrados.

El grupo siguiente de técnicas nanotechnological incluye ésos usados para la fabricación de nanowires, ésos usados en la fabricación del semiconductor tal como litografía ultravioleta profunda, litografía del haz electrónico, viga de ion enfocada el trabajar a máquina, la litografía del nanoimprint, la deposición atómica de la capa, y la deposición molecular del vapor, y fomentan incluyendo la uno mismo-asamblea molecular que las técnicas tales como ésas que emplean di-bloquean los copolímeros. Sin embargo, todas estas técnicas precedieron la era del nanotech, y son extensiones en el desarrollo de adelantos científicos más bien que las técnicas que fueron ideadas con el propósito único de crear nanotechnology y que eran resultados de la investigación del nanotechnology.

Hay varios progresos modernos importantes. microscopio atómico de la fuerza (AFM) y Microscopio de exploración el hacer un túnel (STM) son dos versiones tempranas de las puntas de prueba de la exploración que lanzaron nanotechnology. Hay otros tipos de microscopia de exploración de la punta de prueba, todo fluyendo de las ideas de la exploración microscopio confocal convertido cerca Marvin Minsky en 1961 y microscopio acústico de exploración (SAM) convertido cerca Calvin Quate y los compañeros de trabajo en los años 70, de que permitieron ver las estructuras en el nanoscale. La extremidad de una punta de prueba de la exploración se puede también utilizar para manipular los nanostructures (un proceso llamado asamblea posicional). exploración Característica-orientada-colocación la metodología sugerida por Rostislav Lapshin aparece ser una manera prometedora de poner estos nanomanipulations en ejecución en modo automático. Sin embargo, esto sigue siendo un proceso lento debido a la velocidad baja de la exploración del microscopio. Varias técnicas de nanolithography por ejemplo nanolithography de la pluma de la inmersión, litografía del haz electrónico o litografía del nanoimprint también fueron convertidos. La litografía es una técnica de arriba hacia abajo de la fabricación donde un material a granel se reduce de tamaño al patrón del nanoscale.

El acercamiento de arriba hacia abajo anticipa los nanodevices que deben ser pedazo construido por el pedazo en etapas, mucho pues se hacen los artículos manufacturados. Microscopia de exploración de la punta de prueba es una técnica importante para la caracterización y la síntesis de nanomaterials. Microscopios atómicos de la fuerza y microscopios de exploración el hacer un túnel puede ser utilizado mirar superficies y mover los átomos alrededor. Diseñando diversas extremidades para estos microscopios, pueden ser utilizadas para tallar hacia fuera las estructuras en superficies y ayudar a dirigir las estructuras uno mismo-que montan. Usando, por ejemplo, exploración característica-orientada-colocación acerqúese, los átomos puede ser movido alrededor en una superficie con técnicas de la microscopia de la punta de prueba de la exploración. Actualmente, es costoso y desperdiciador de tiempo para la producción en masa pero muy conveniente para la experimentación del laboratorio.

En cambio, las técnicas bottom-up construyen o crecen un átomo más grande de las estructuras por el átomo o la molécula por la molécula. Estas técnicas incluyen síntesis química, uno mismo-asamblea y asamblea posicional. Otra variación del acercamiento bottom-up es epitaxy de viga molecular o MBE. Investigadores en Laboratorios del teléfono de Bell como Juan R. Arturo. Alfred Y. Cho, y arte C. MBE desarrollado y puesto en ejecución de Gossard como herramienta de la investigación en los últimos años 60 y años 70. Las muestras hechas por MBE eran dominantes al descubrimiento del efecto de pasillo fraccionario del quántum para el cual 1998 Premio Nobel en la física fue concedido. MBE permite que los científicos coloquen capas atómico-exactas de átomos y, en el proceso, que acumulen las estructuras complejas. Importante para la investigación sobre los semiconductores, MBE es también ampliamente utilizado hacer muestras y los dispositivos para el campo nuevamente el emerger de spintronics.

Más nuevas técnicas por ejemplo Interferometría dual de la polarización están permitiendo a científicos medir cuantitativo las interacciones moleculares que ocurren en nano-escalan.

Usos

Artículo principal: Lista de los usos del nanotechnology

En el día 24 de abril de 2008 el proyecto sobre Nanotechnologies que emerge demanda eso sobre 609 productos del nanotech existe, con los nuevos golpeando el mercado en un paso de 3-4 por semana.^[23] El proyecto enumera todos los productos en a base de datos. La mayoría de los usos se limitan al uso de los nanomaterials pasivos de la “primera generación” que incluye el dióxido titanium adentro sunscreen, los cosméticos y algunos productos alimenticios; Los allotropes del carbón producían la cinta del gecko; plata en el acondicionamiento de los alimentos, arropar, desinfectantes y aparatos electrodomésticos; cubra con cinc el óxido en sunscreens y los cosméticos, las capas superficiales, las pinturas y los barnices al aire libre de los muebles; y óxido del cerio como catalizador del combustible.^[24]

National Science Foundation (una fuente del financiamiento importante para el nanotechnology en los Estados Unidos) investigador financiado David Berube para estudiar el campo del nanotechnology. Sus resultados se publican en Nano-Bombo de la monografía “: La verdad detrás del zumbido de Nanotechnology ". Este estudio publicado (con una advertencia cerca Mihail Roco, El consejero mayor para Nanotechnology en el National Science Foundation) concluye que mucho de qué se vende como “nanotechnology” es de hecho una modificación de la ciencia material directa, que está conduciendo al “nanotech una industria construida solamente en la venta de nanotubes, los nanowires, y los similares” que “terminarán para arriba con algunos surtidores que venden productos bajos del margen en volúmenes enormes.” Otros usos que requieren la manipulación o el arreglo real de los componentes del nanoscale aguardan la investigación adicional. Aunque las tecnologías calificadas con el término “nano” se relacionan a veces poco con y bajan cortocircuito lejano de las metas tecnológicas más ambiciosas y más transformative de la clase en ofertas moleculares de la fabricación, el término todavía connotes tales ideas. Así puede haber un peligro que una “burbuja del nano” formará, o está formando ya, del uso del término de los científicos y de los empresarios de garner el financiamiento, sin importar interés en las posibilidades transformative de un trabajo más ambicioso y más previsor.

Los nanoparticles del platino ahora se están considerando en la generación siguiente de convertidores catalíticos automotores porque el área superficial muy alta de nanoparticles podría reducir la cantidad de platino requerida.^[25] Sin embargo, algunas preocupaciones han sido levantado debido a los experimentos que demostraban que ellas combust de la voluntad espontáneamente si el metano se mezcla con el aire ambiente.^[26] Investigación en curso en Centre National de la Recherche Scientifique(CS$CNRS) en Francia puede resolver su utilidad verdadera para los usos catalíticos.^[27] Nanofiltration puede venir ser un uso importante, aunque la investigación futura debe tener cuidado de investigar toxicidad posible.^[28]

En 1999, el último transistor del Cmos desarrollado en el laboratorio para la tecnología de la electrónica y de información en Grenoble, Francia, probó los límites de los principios del transistor del MOSFET con un diámetro de 18 nanómetro (aproximadamente 70 átomos colocados de lado a lado). Éste era casi un décimo el tamaño del transistor industrial más pequeño de 2003 (130 nanómetro en 2003, 90 nanómetro en 2004, 65 nanómetro en 2005 y 45 nanómetro en 2007). Permitió la integración teórica de siete mil millones ensambladuras en €una 1 moneda. Sin embargo, el transistor del Cmos, que fue creado en 1999, no era un experimento simple de la investigación para estudiar cómo funciona la tecnología del Cmos, pero algo una demostración de cómo funciona esta tecnología ahora que ourselves estamos consiguiendo siempre más cercano al trabajo en una escala molecular. Sería hoy imposible dominar el montaje coordinado de una gran cantidad de estos transistores en un circuito y también sería imposible crear esto en un nivel industrial.^[29]

Cáncer

El tamaño pequeño de nanoparticles los dota con las características que pueden ser muy útiles adentro oncología, particularmente en proyección de imagen. Los puntos de Quantum (nanoparticles con las características del confinamiento del quántum, tales como emisión ligera tamaño-armoniosa), cuando están utilizados conjuntamente con MRI (proyección de imagen de resonancia magnética), pueden producir imágenes excepcionales de los sitios del tumor. Estos nanoparticles son mucho más brillantes que los tintes orgánicos y necesitan solamente una fuente de luz para la excitación. Esto significa que el uso de los puntos fluorescentes del quántum podría producir una imagen de un contraste más alto y en un costo más bajo que los tintes orgánicos de hoy usados como medios de contraste.

Otro nanoproperty, alta área superficial al cociente del volumen, permite que unan a muchos grupos funcionales a un nanoparticle, que puede buscar y atar a seguro células del tumor. Además, el tamaño pequeño de nanoparticles (10 a 100 nanómetros), permite que acumulen preferencial en los sitios del tumor (porque los tumores carecen un alcantarillado linfático eficaz). Una pregunta muy emocionante de la investigación es cómo hacer estos nanoparticles de la proyección de imagen hace más cosas para el cáncer. ¿Por ejemplo, es posible fabricar los nanoparticles de funcionamientos múltiples que detectarían, imagen, y después procede a tratar un tumor? Esta pregunta está bajo investigación vigorosa; la respuesta a la cual podría formar el futuro del tratamiento del cáncer.^[30]Un nuevo tratamiento prometedor del cáncer que puede un día substituir la radiación y la quimioterapia está afilando más cercano a ensayos humanos. Kanzius RF la terapia une nanoparticles microscópicos a las células de cáncer y entonces los tumores de los “cocineros” dentro del cuerpo con las ondas de radio que calientan solamente los nanoparticles y las células (cancerosas) adyacentes.

Salud y preocupaciones ambientales

Artículo principal: Nanotoxicology

Algunos de los productos recientemente desarrollados del nanoparticle pueden tener consecuencias involuntarias. Los investigadores han descubierto que los nanoparticles de plata usados en calcetines para reducir olor del pie se están lanzando en la colada con consecuencias negativas posibles.^[31] Nanoparticles de plata, que son bacterioestático, puede entonces destruir las bacterias beneficiosas que son importantes para analizar la materia orgánica en plantas o granjas de tratamiento inútil.^[32]

Un estudio en Universidad de Rochester encontrado que cuando las ratas respiraron en los nanoparticles, las partículas colocadas en el cerebro y los pulmones, que conducen a los aumentos significativos en los biomarkers para la inflamación y tensionan respuesta.^[33]

Un estudio importante publicó en nanotechnology de la naturaleza sugiere más recientemente que algunas formas de nanotubes del carbón - niño del cartel para la “revolución del nanotechnology” - podría ser tan dañoso como asbesto si está inhalado en suficientes cantidades. Anthony Seaton del instituto de la medicina ocupacional en Edimburgo, Escocia, que contribuyó al artículo encendido nanotubes del carbón dicho “sabemos que algunos de ellos tienen probablemente el potencial de causar mesothelioma. Esas clases de materiales necesitan tan ser manejadas muy cuidadosamente. “ ^[34]. En ausencia de la nano-regulación específica próximo de gobiernos, Paull y Lyon (2008) han llamado para una exclusión de nanoparticles dirigidos del alimento orgánico.^[35]

Implicaciones

Artículo principal: Implicaciones del nanotechnology

Debido a las demandas lejos-que se extendían que se han hecho sobre usos potenciales del nanotechnology, un número de preocupaciones serias se han levantado por qué efectos tendrán éstas en nuestra sociedad si están realizada, y qué acción si cualquiera es apropiado atenuar estos riesgos.

Un motivo de preocupación es el efecto de el cual fabricación y uso a nivel industrial nanomaterials tendría en salud humana y el ambiente, según lo sugerido cerca nanotoxicology investigación. Grupos tales como Centro para Nanotechnology responsable han abogado que el nanotechnology debe ser regulado especialmente por los gobiernos por estas razones. Otros contradicen que la reglamentación excesiva sofocaría la investigación científica y el desarrollo de las innovaciones que podía beneficiar grandemente a humanidad.

Otros expertos, incluyendo el director del centro de Woodrow Wilson Proyecto sobre Nanotechnologies que emerge David Rejeski, tiene atestiguado^[36] esa comercialización acertada depende de descuido adecuado, de estrategia de la investigación del riesgo, y del contrato público. Los municipios más recientemente locales han pasado (Berkeley, CA) o están considerando (Cambridge, mA) - ordenanzas que requieren fabricantes nanomaterial divulgar los riesgos sabidos de sus productos.

Instituto nacional para la seguridad y la salud ocupacionales está conduciendo la investigación sobre cómo los nanoparticles obran recíprocamente con los sistemas del cuerpo y cómo los trabajadores pudieron ser expuestos a las partículas nano-clasificadas en la fabricación o el uso industrial de nanomaterials. NIOSH ofrece las pautas del interino para trabajar con los nanomaterials constantes con el mejor conocimiento científico. ^[37]

Las preocupaciones de más largo plazo se centran en las implicaciones que las nuevas tecnologías tendrán para la sociedad en grande, y si éstas podrían conducir posiblemente a cualquiera a escasez del poste la economía, o exacerba alternativomente el boquete de la abundancia entre los países en desarrollo desarrollados y. Los efectos del nanotechnology en la sociedad en su totalidad, en salud humana y el ambiente, en comercio, en seguridad, en sistemas del alimento e igualan en la definición del “ser humano”, no se han caracterizado ni se han politizado.

Vea también

Referencias

Lectura adicional

• Fritz Allhoff y Patrick Lin (eds.), Nanotechnology y sociedad: Ediciones éticas actuales y que emergen (Dordrecht: Springer, 2008).[1]
• Fritz Allhoff, Patrick Lin, James amarra, y Juan Weckert (los eds.), Nanoethics: Las implicaciones éticas y Societal de Nanotechnology (Hoboken: Juan Wiley y hijos, 2007).[2] [3]
• J. Clarence Davies, EPA y Nanotechnology: Descuido para el siglo XXI, Proyecto sobre Nanotechnologies que emerge, PLUMA 9, mayo de 2007.
• Guillermo Sims Bainbridge: Nanoconvergence: La unidad de Nanoscience, de la biotecnología, de la tecnología de información y de la ciencia cognoscitiva, el 27 de junio de 2007, Prentice Pasillo, ISBN 0-13-244643-X
• Lynn E. Foster: Nanotechnology: Ciencia, innovación, y oportunidad, el 21 de diciembre de 2005, Prentice Pasillo, ISBN 0-13-192756-6
• Impacto de Nanotechnology en ciencias biomédicas: Revisión de conceptos actuales en la convergencia de Nanotechnology con biología por Herberto Ernest y Rahul Shetty, de AZojono, mayo de 2005.
• Hari Singh Nalwa (2004), enciclopedia de Nanoscience y Nanotechnology (10-Volume fijado), editores científicos americanos. ISBN 1-58883-001-2
• Michael Rieth y volframio Schommers (2006), manual de Nanotechnology teórico y de cómputo (10-Volume fijado), editores científicos americanos. ISBN 1-58883-042-X
• Akhlesh Lakhtakia (ed) (2004). El manual de Nanotechnology. Estructuras del nanómetro: Teoría, el modelar, y simulación. Prensa de SPIE, Bellingham, WA, los E.E.U.U. ISBN 0-8194-5186-X. 
• Fei Wang y Akhlesh Lakhtakia (eds) (2006). Papeles seleccionados en Nanotechnology -- Teoría y el modelar (volumen 182 del jalón). Prensa de SPIE, Bellingham, WA, los E.E.U.U. ISBN 0-8194-6354-X. 
• Jumana Boussey, Georges Kamarinos, Laurent Montès (redactores) (2003), Hacia Nanotechnology, “Nano et tecnologías micro”, ciencias Publ de Hermes., París, ISBN 2-7462-0858-X.

Acoplamientos externos

Portals

• Nanotechnology ahora - Sitio del portal de las noticias y de la información de Nanotechnology
• Nanotechnology en Abra el proyecto del directorio
• UnderstandingNano.com - Sitio del portal de Nanotechnology
• NanoDetails.com - Sitio del portal de Nanotechnology
• NanoHive@Home - Proyecto que computa distribuido
• Artículos de la investigación en nanotechnology
• [4] - Minatec, centro europeo para los nanatechnologies
• Centro de las noticias de Nanotechnology
• [5] - Inventario de productos de consumo usando nanotechnology

Artículos

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