Traducere din engleză. SS Verkhozina - Irgiredmet OJSC (pe baza materialelor / 1 /)
Se crede că nanotehnologia este o direcție relativ nouă în domeniul științei. De fapt, nanoparticulele de aur au fost folosite, deși în mod inconștient, de mai multe milenii. meseriași romane, de exemplu, știa că clorura de aur agitare în sticla topită (această tehnică este utilizată pentru a crea sfere mici de aur) a obține recent rubin bogat sau de culoare roz-violet. Folosind această metodă de colorare a sticlei, au fost create multe opere de artă: de la sticlă în bisericile din catedrala din întreaga Europă până la faimoasa Cupă Lycurgus (secolul al IV-lea d.Hr.).
Deși aurul nu ne poate înzestra cu nemurirea, el poate fi folosit pentru a înțelege natura multor boli periculoase, cum ar fi cancerul, și pentru a încerca să lupte împotriva lor; acesta poate fi folosit pentru a crea motoare ecologice, care pot reduce în mod semnificativ daunele asupra ecologiei planetei, precum și în multe alte zone.
GOLD AND HEALTH CARE
Aurul are o istorie lungă de aplicare în domeniul biomedicinei, cu o valoare de aproape cinci mii de ani. Spre deosebire de alte metale, acesta rezistă cu succes efectului de ștergere (proprietatea metalului de a schimba culoarea atunci când este încălzită). Astfel, aurul pentru o lungă perioadă de timp a fost asociat cu zeii și, prin urmare, este destul de logic că el a fost asociat cu nemurirea.
Cele mai vechi înregistrări constatând menționarea utilizării aurului în medicină ne conduc în China 2500 î.Hr. și din acest moment dovada utilizării metalelor de către unele culturi antice apare ca bază pentru preparatele medicale împotriva diferitelor boli. Nu atât de mult timp în urmă, și cu medicamente de mare succes care conțin aur, au fost utilizate pentru tratamentul artritei reumatoide și, în plus, a fost realizat cercetări importante cu privire la potențialul anti-cancer si anti-microbiene proprietăți ale compușilor de aur.
Cu toate acestea, la acel moment, soarele nanoherelor au fost doar în creștere, iar cunoștințele despre potențialul aurului ca mijloc de biomedicină au fost limitate. În prezent, caracteristicile unice ale nanoparticulelor din acest metal sunt obiectul unei cercetări științifice inovatoare surprinzătoare, orientate spre utilizarea pe piață.
Terapia. Așa cum am menționat deja, aurul este folosit ca mijloc de tratare a diferitelor boli pentru o lungă perioadă de timp, dar acum este baza unor modalități complet inovatoare de a atinge efectul terapeutic. Problema multor metode moderne de tratare a cancerului este că acțiunea lor nu poate fi îndreptată cu cea mai mare precizie. Dificultatea este cauzată de administrarea medicamentului direct la o tumoră canceroasă, motiv pentru care sunt necesare doze mari pentru a asigura eliberarea cantității necesare de medicamente pentru celulele afectate. Din păcate, medicamentele utilizate nu pot recunoaște cu succes "astfel de celule" și le separă de cele sănătoase. Acest lucru duce uneori la faptul că tratamentul devine mai periculos decât boala în sine. Cu toate acestea, în cazul în care o metodă se constată livra mai mare precizie de droguri la celulele canceroase, doza necesară va fi redusă și nu vor afecta celulele sanatoase si efecte nocive asupra țesutului tumoral este redus în mod semnificativ.
Poate cel mai bun exemplu de utilizarea de aur în tehnologia biomedicale este Aurimune ™, care pentru livrarea dozei terapeutice necesare a medicamentului direct la cancer folosind biocompatibilitatea inerente aurului și caracteristici unice. Acest proiect a trecut deja în prima etapă a studiilor clinice (testarea unui grup mic de persoane al cărui scop este să confirme că medicamentul funcționează conform așteptărilor). Mai mult, munca a început deja în următoarea etapă, a doua etapă (un studiu pe scară largă, al cărui scop este de a detecta eventualele efecte secundare pierdute mai devreme).
Tehnologii precum cele descrise mai sus sunt de mare interes din partea investitorilor și au un potențial de piață colosal care poate fi realizat în viitor.
Diagnostic. Diagnosticul este o zonă în care utilizarea nanotehnologiei de aur poate transforma pur și simplu conceptele moderne despre medicină. De mare viteză și teste necostisitoare, bazate pe nanotehnologie cu aur, permite examinarea pacienților pentru prezența diferitelor boli în organism, având simptome plohorazlichimye în stadii incipiente de dezvoltare, sau, de exemplu, pentru a detecta rapid SIDA. Viteza în această problemă este extrem de importantă - cu cât este mai rapid detectată boala, cu atât mai eficientă și mai ieftină va fi tratamentul.
Până în prezent, tehnologiile care utilizează nanoparticule de aur sunt disponibile în comerț. Pentru ei, de exemplu, puteți include un test numit The First Response® de la compania Church Dwight ", permițând detectarea unui hormon special în lanțul ADN, a cărui prezență indică sarcină; un studiu privind prezența virusului Salmonella în organism, etc.
Cercetările cele mai recente în acest domeniu se referă tehnologia Verigene ™ dezvoltată de «nanosfere» .Verigene ™, - un sistem de detectare de diagnostic complet integrat în corpul de scopuri biomoleculare specifice folosind nanoparticule de aur. Sondele sistemului este absolut non-toxice, funcția lung și, cel mai important, au receptivitate si viteza excelenta. Sistemul poate fi folosit pentru a diagnostica diferite stări de sănătate umană.
Diagnosticarea medicală este una dintre părțile unei piețe în plină dezvoltare, în care aurul joacă un rol important. Zeci de grupuri de cercetare academică și industrială lucrează în acest domeniu și ne putem aștepta la o creștere a integrării nanotehnologiei pe această piață.
Antimicrobienii. Argintul, ca agent antimicrobian, are o istorie foarte lungă de aplicare. Poate că cel mai faimos mod de a folosi argintul este îmbrăcămintea impregnată cu nanoparticule din acest metal, care are un efect pozitiv asupra rănilor și reduce riscul bolilor infecțioase. Cu toate acestea, efectele benefice ale argintului sunt de scurtă durată. Oamenii de știință din Germania au dispersat o combinație de nanoparticule de aur și argint într-un film polimeric. După cum sa dovedit, prezența nanoparticulelor de aur a permis prelungirea semnificativă a efectului antimicrobian. Un grup de cercetători de la Londra au lucrat, de asemenea, la crearea unei tehnologii similare, care a fost ulterior licențiată de compania canadiană Ondine Biopharma Corporation, care a comercializat dezvoltarea.
GREUTATE ȘI PROTECȚIA ENVIRONMENTALĂ
Problema protecției mediului nu a fost niciodată mai acută decât este acum. În viitorul apropiat, omenirea se va confrunta cu o serie de probleme acute, cum ar fi: o creștere a populației mondiale; nevoi energetice tot mai mari; încălzirea globală etc. Aplicarea tehnologiei nanoparticulelor de aur pe acest fundal pare foarte promițătoare - cu ajutorul acesteia devine posibilă rezolvarea unor probleme destul de grave: de la producția curată, până la controlul poluării și purificarea apei.
Catalizatori. Producerea celor mai importante materiale pentru industrie și produse chimice implică utilizarea de catalizatori pentru creșterea eficienței și economiei procesului. Utilizarea nanoparticulelor vă permite să reduceți numărul de metale prețioase necesare în timpul catalizei. Astfel de catalizatori "îmbunătățiți" pot ocoli temperatura și presiunea scăzută necesare pentru multe reacții chimice. Rezultatul este o creștere a producției de substanțe chimice și o reducere a volumului de produse secundare produse prin astfel de procese.
Calitatea aerului. În fiecare an, mai mult de 4.000 de persoane din America de Nord intră în spitale după otrăvirea cu monoxid de carbon (CO) (10% dintre aceștia mor). Utilizarea nanoparticulelor de aur oferă o soluție simplă la această problemă acută - ajută la efectuarea oxidării necesare a CO cele mai periculoase într-o substanță CO mai puțin toxică. Un exemplu de aplicare a acestei abordări poate fi faptul că unele companii au dezvoltat măști speciale, utilizate în situații de urgență: la incendii în minele în caz de intoxicare cu monoxid de carbon de către lucrători și altele. Dar este foarte probabil ca limitele aplicării nanoparticulelor de aur în acest domeniu să se extindă în viitorul foarte apropiat.
GOLD ȘI TEHNOLOGIE
Aurul este unul dintre materialele cheie utilizate în electronică. Timp de un an, aproximativ 300 de tone din acest metal sunt cheltuite pentru producerea anumitor produse electronice.
Datorită faptului că interacțiunea dintre cele două lumi - lumea electronicii și nanotehnologiei în viitor va crește doar, este probabil ca tendința utilizării aurului ca material extrem de necesar să continue. Medii cu o cantitate mare de memorie. Cererea în continuă creștere pentru mediile digitale propulsează dezvoltarea unor cercetări inovatoare pentru a mări memoria diferitelor dispozitive disponibile pentru stocarea informațiilor. Căile optice de înregistrare și stocare a informațiilor, cu excepția celor magnetice, se află în sfera de interes a dezvoltatorilor care lucrează în domeniul electronicii timp de aproximativ 30 de ani. CD-urile și DVD-urile au devenit parte din viața de zi cu zi pentru aproape toată lumea, dar astfel de tehnologii nu mai pot rezista cantității mari de date produse de industria de divertisment modernă.
Modul de ieșire din această situație ar putea fi aspectul CD-urilor, similar unui DVD-ROM, dar cu o memorie semnificativ crescută - de la 8,5 GB la 10 TB. Discurile moderne sunt un număr de depresiuni pe suprafața unui suport care poate fi citit cu un laser. Un astfel de canal este un digital "zero", iar o suprafață plană este o unitate "digitală". Prin adăugarea de nanoelemente de aur pentru interacțiunea cu diferite frecvențe luminoase și polarizarea sa, este posibil să se obțină un efect în care apar trei măsurători suplimentare, ceea ce va duce la o creștere semnificativă a volumului disponibil de stocare a informațiilor. O metodă similară este folosită și pentru cartelele flash. Pentru azi
dezvoltatorii de zile de astfel de dispozitive lucrează împreună cu compania "Samsung Electronics", scopul lor fiind acela de a-și comercializa evoluțiile.
Ecrane tactile. Utilizarea nanoparticulelor de aur oferă avantaje funcționale deosebite în fabricarea afișelor. Acest lucru poate rezolva una dintre cele mai presante probleme din industrie - lipsa indiului de metal folosit pentru a crea ecrane tactile pentru dispozitive digitale (de exemplu, iPhone sau dispozitive electronice pentru citire). Deoarece se estimează că, cu cantitatea actuală de consum de indiu, cantitatea rămasă va dura mai puțin de 50 de ani, soluția folosind nanotehnologia pare optimă. Principalul rol în crearea unei noi generații de ecrane tactile ar trebui să fie jucat de o tehnologie transparentă de film conductiv bazată pe utilizarea unei nanotuburi de carbon cu pereți dubli (DWNT) și a aurului în sine. Un astfel de film trebuie să fie foarte conductiv și transparent. Multe încercări de utilizare a nanotuburilor de carbon au eșuat deja deoarece conductivitatea materialelor utilizate în acest caz nu corespunde celor cerute. Cu toate acestea, se presupune că rezistența nanotuburilor poate fi redusă semnificativ prin adăugarea de nanoparticule de aur la film. Această abordare ar trebui să rezolve problema utilizării atât a ecranelor tactile, cât și a nanotuburilor de carbon.
În domeniul electronicii, nanoparticulele de aur sunt utilizate în multe alte dezvoltări și tehnologii promițătoare. De exemplu, le poate fi atribuită crearea de circuite imprimate și echipamente pentru imprimare.
Ce este următorul?
Prin abstractizarea de la tehnologiile enumerate mai sus, se poate întreba cum se vor folosi nanotehnologiile, de exemplu, în 20 de ani. În ultimii 10 ani, nanotehnologia a devenit obiectul studiului multor grupuri de cercetători de știință. În acest timp, guvernele diferitelor state au investit aproape 50 de miliarde de dolari în acest domeniu. Dar timpul nostru este, poate, să spunem, chiar începutul "nanohermului", iar tendințele dezvoltării și dezvoltării sale vor continua, fără îndoială, și vor crește, iar limitele aplicării nanoparticulelor de aur se vor extinde.
În domeniul medicinei, pot fi create tehnologii pentru monitorizarea sănătății, detectarea bolilor și a patologiilor. Este posibil ca pentru diagnostic, să se creeze sisteme speciale, pe care le puteți cumpăra la o farmacie locală. Nanoparticulele de aur, datorită proprietăților lor extraordinare, pot fi cheia pentru combaterea pandemiilor viitorului. Producția chimică ecologică, precum și o nouă filozofie a industriei bazată pe reducerea sau chiar eliminarea utilizării substanțelor periculoase, ar trebui să devină principalele concepte pentru societatea viitoare, menite să protejeze ecologia planetei noastre. Proprietățile surprinzătoare ale aurului la nivelul nanoparticulelor pot duce odată la faptul că acest metal va fi folosit pentru a crea noi chips-uri optice pentru cele mai avansate dispozitive electronice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: