6 Foršas nanotehnoloģijas, kas varētu mainīt pasauli

Tur ir tik maza pasaule, mēs to pat neredzam. Runājot par zinātnēm, piemēram, bioloģiju, ķīmiju, materiālu zinātni, fiziku un inženierzinātnēm, mēs gandrīz uztveram mikroskopiku kā pašsaprotamu. Bet kā ar datorzinātnēm? Mēs bieži domājam par datoriem un visu to aparatūru kā kaut ko tādu, ko varam aplūkot. Bet aizvien vairāk tiek būvētas sīkas, sīkas datoru mikroshēmas un citas ierīces. Un, kad mēs sakām niecīgu, mēs domājam apmēram vienu mikronu jeb 1000 nanometrus. Tas ir apmēram dīgļa lielumā. Šo tehnoloģiju sauc par nanotehnoloģiju, izmantojot litogrāfiju, lai iespiestu ķēdes pusvadītāju materiālos. Zinātnieki cer izspiest vēl lielāku apstrādes jaudu mazākās skaitļošanas paketēs.

Diezgan forši, vai ne?

Gadu gaitā nanotehnoloģija ir guvusi ievērojamus panākumus. Šeit ir sešas atdzist nanotehnoloģijas - gan datorizētas, gan citādas -, kas varētu mainīt pasauli, kā mēs to zinām. (Lai iegūtu papildinformāciju, skat. Nanotehnoloģija: lielākais mazo inovāciju tehnikā.)

Okeāna tīrīšanas mikro sūkļi

Nanotehnoloģija ir priekšplānā okeānu, jūru un citu toksisko metālu ūdenstilpņu tīrīšanā.

Klusā okeāna ziemeļrietumu Nacionālās laboratorijas pētnieki ir nākuši klajā ar nanotehnoloģiskā pārklājuma procesu, kas ļauj materiāliem saindēt toksiskos materiālus ūdenī. Viņi to sauc par "pašpietiekamiem monoplāņiem uz mezoporiskiem balstiem" (tāpēc turpmāk mēs to dēvēsim par SAMMS).

Caurule, kas pārklāta ar SAMMS, darbojas kā sūklis, savācot no ūdens dzīvsudrabu, svinu un citus toksiskus metālus. Pēc tam šie metāli tiek pārstrādāti un atkārtoti izmantoti citiem mazāk kaitīgiem mērķiem. Tas ir ļoti efektīvs veids, kā atdalīt smagos metālus no ūdens.

Īpaši izturīgi materiāli

Nanotehnoloģijai ir arī priekšrocības ražošanā un materiālu zinātnē. Piemēram, ir konstatēts, ka nanokristāli, kas tiek izmantoti naftas attīrīšanā, saules paneļos un citās lietās, ir trīs reizes spēcīgāki nekā to lielapjoma formas. Tātad metālu nanokristāli var būt divreiz vai trīs reizes spēcīgāki par oriģinālo metālu. Tas nozīmē, ka šos nanokristālus var iekļaut sākotnējos metālos, lai tie būtu stiprāki.

Aizsardzība pret laikapstākļiem jūsu personīgajām ierīcēm

Viena no problēmām, kas joprojām skar personīgās elektroniskās ierīces, ir tā, ka, lai arī mēs tās vienmēr nesam visur, tās nav paredzētas visiem laikapstākļiem vai visiem reljefa veidiem. Nanotehnoloģijas tomēr ir izdomājušas veidu, kā tās pasargāt no bojājumiem.

2012. gada martā Nokia paziņoja par darbu ar superhidrofobisku pārklājumu, kas padarītu tā ierīces ūdens izturīgas. Hidrofobisks pārklājums novērš lietu pielipšanu pie teflona trauka. Tomēr Nokia uzņem šo pārklājumu un pievieno nanostruktūru, kas kalpo, lai notvertu gaisa slāni uz tās virsmas, lai ūdens vienkārši ripotu tieši no tā. Tātad, kaut arī hidrofobie pārklājumi var pretoties ūdenim, Nokia nanotehnoloģiskais pārklājums to faktiski novirza.

Mazākas ierīces, vairāk enerģijas

Nanotehnoloģija mazām ierīcēm var dot arī daudz enerģijas un uzglabāšanas iespēju. 2007. gadā IBM pētnieki paziņoja par atradumiem, kas saistīti ar jauniem individuālā atoma magnētisko īpašību mērīšanas veidiem. Ja tas tiek piemērots ierīcei, tas varētu nozīmēt paplašinātas glabāšanas iespējas, ļaujot, piemēram, nelielam iPod, lai viegli saglabātu katru YouTube augšupielādēto videoklipu vai gandrīz 30 000 pilnmetrāžas filmu.

Slimību apkarošanas nanodaļiņas

Viens no lielākajiem nanotehnoloģiju pielietojumiem ir bijis medicīnas un veselības aprūpes jomā. Nanotehnoloģijas pašlaik tiek piemērotas virknei pētījumu, lai apkarotu vēzi un diagnosticētu - un pat ārstētu - Alcheimera slimību. Tā kā nanodaļiņas ir tik mazas, tās var nokļūt un mērķēt uz vietām, kuras iepriekš nebija iespējams efektīvi sasniegt ar narkotikām vai citu ārstēšanu. Runājot par nanotehnoloģiju pielietojumiem cilvēka ķermenī, iespējas ir bezgalīgas.

Tūlītēju kopiju izgatavošana

Vai jūs varat iedomāties, ka aprakt sīku jebko kaut ko modeli smilšu kastē un pēc dažām minūtēm sasniegt, lai izvilktu pilna izmēra šī objekta kopiju? Tas var izklausīties kā kaut kas no zinātniskās fantastikas filmas, bet to šobrīd izstrādā Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta pētnieki. Šajā viedajā "smiltīs" ir elektroatlaidīgi magnēti, kas ļauj daļiņām savienoties un veidot modeļus. Ja šī tehnoloģija tiek pilnveidota, pētnieki uzskata, ka to varētu izmantot, lai replicētu gandrīz jebko.

Nanotehnoloģiju lietas izklausās kā kaut kas no zinātniskās fantastikas romāna. Runājot par tehnoloģiju virzienu, dažas diezgan futūristiskas iespējas nav tālu. Sākot ar slimību izārstēšanu un beidzot ar piesārņotāju noņemšanu gaisā vai ūdenī, līdz pat lielākiem notikumiem, piemēram, kiborgiem, kuri spēj sevi replicēt, vai datoriem, kas var saskaitīt un manipulēt ar jūsu DNS, zinātne strādā, lai pierādītu, ka mazāks ir labāks. Kas nozīmē, ka dažas no lielajām izmaiņām, kas notiek tieši mūsu acu priekšā, radīsies no kaut kā pilnīgi neredzama.