Нанотехнологии

Что такое нанотехнология

Нанотехнология является логическим продолжением и развитием микротехнологии.

Микротехнология, совокупность науки, изучающей микрообьекты, и технологий работы с объектами порядка микрометра (тысячная доля миллиметра), стала основой для создания современной микроэлектроники. Сотовые телефоны, компьютеры, интернет, разнообразная бытовая, промышленная и потребительская электроника, всё это неузнаваемо изменило как мир, так и человека.

Столь же сильно изменит мир и нанотехнология. Нанотехнология - это технология изучения нанометровых объектов, и работы с объектами порядка нанометра (миллионная доля миллиметра) что сравнимо с размерами отдельных молекул, и атомов. Нанотехнологии требуют очень больших вычислительных мощностей, чтобы смоделировать поведение атомов, и высокоточных электрических и механических приспособлений, чтобы упорядочить атомы и молекулы разных материалов в новом порядке. Таким образом создается новая материя. Впервые в истории цивилизации создаются материалы с новыми, нужными человеку свойствами. Перечислим только некоторые из них. Это прозрачный и гибкий материал с легкостью пластика и твердостью стали, гибкое пластиковое покрытие, представляющее собой солнечную батарею, материал для электрода электрической батереи, которая в десятки и сотни раз сильнее обычной.

Даже на современном уровне нанотехнология позволяет получить гибкие пластиковые экраны с толщиной бумажного листа, и яркостью современного монитора, компактную электронику на основе соединений углерода, с размерами и энергоемкостью

в сотни раз ниже современных. А ещё нанотехнология это - легкие и гибкие конструктивные и строительные материалы, высокоэффективные фильтры для воздуха и воды, лекарства и косметика, действующие на более глубоком уровне, стремительное удешевление стоимости полета в космос, и многое-многое другое.

Пока все нанотехнологические материалы стоят очень дорого. Но, как и в случае компьютерной отрасли, массовое производство приведет к резкому снижению цены. В невидимой борьбе за те прибыли, и влияние, которое даст нанотехнология, основными игроками являются США, Китай, и Россия. Израиль, Европейские страны, и страны Латинской Америки стремительно наращивают свой потенциал в этой области. К сожалению, несмотря на наличие хорошей научной базы, и крупных частных капиталов, Украинские научные разработки и прикладные продукты в мире представлены слабо.

Особую важность для нанотехнологических разработок имеют научные национальные нанотехнологические программы. Более 50 развитых стран объявили о старте собственных нанотехнологических программ. В их списке недавно появилась Россия, но, к сожалению, по-прежнему нет Украины. А ведь знания, полученные, например, в лаборатории

Мичиганского университета в США, станут основой для Американского же производства новых нанотехнологических товаров. Технология же производства останется “ноу-хау”

фирмы, и на основе готового продукта не удастся восстановить весь цикл научных исследований, предшествовавших его появлению. Скопировать информацию или “брендовый” товар легко, но нанотехнологический товар воспроизвести без знаний невозможно.

Поэтому важность своих, Украинских нанотехнологических научных исследований и разработок очень высока. Каждый день игнорирования важности нанотехнологий делает нашу страну более архаичной, и неконкурентной.

Исходя из вышесказанного, цели и задачи «Украинского сайта нанотехнологий».

- Содействовать государству в организации новой отрасли промышленности - наноиндустрии.

Всемерно содействовать созданию в Украине Национальной нанотехнологической программы.

- информировать общественность о возможностях и перспективах нанотехнологий

убедить Министерство образования Украины в необходимости начала изучения в учебных заведениях нового предмета, нанотехнологии.

Нано технологии в косметологии

Сейчас в косметологии началась эпоха нанокомплексов. Это означает, что появилась возможность в лабораторных условиях создавать вещества с заранее запрограммированными свойствами.

Нано комплесы содержат измельченные до размера нано биологически активные вещества, каждый из которых доставляется в строго определенном количестве в строго определенные слои кожи в строго определенное время. Зная, в каких питательных веществах нуждается кожа разных людей в разных состояниях, можно создавать нанокомплексы, содержащие именно те компоненты, в которых нуждается кожа, и которые отвечают за поддержание обмена веществ в клетках кожи на должном уровне.

Благодаря измельчению до размера нано активные вещества легче взаимодействуют с клетками и воспринимаются ими как естественные, родственные компоненты.

Благодаря нано комплексам кожа запускает естественные процессы регенерации, восстанавливает собственную структуру и высокий уровень энергии, усиливает свои защитные способности и повышает жизнеспособность, как следствие замедляются процессы преждевременного старения.

Уровень нано биологически активных компонентов позволяет восстанавливать самые тонкие механизмы поддержания здоровья клетки. Таким образом, при помощи нанокомплексов возможно создавать оптимальные, практически идеальные условия для жизнедеятельности различных клеток и структур кожи. Косметика, которая содержит нанокомплексы, получила название нанокосметика.

Секрет нано косметики

Нано косметика доносит все полезные ингредиенты в виде нано комплексов прямо в цель. Двойные липосомы проникают через эпидермальный барьер, активно влияя на процессы клеточного метаболизма. Активной составляющей нанокосметики являются микроэлементы, которые являются родственными для нашей кожи, каждый из которых доставляется в нужном количестве в нужные слои кожи в свое время и комплексно воздействуют на кожу. Они участвуют в процессе обновления клеток самых глубоких слоев, не только возвращая коже здоровый вид, но наполняя силой и энергией. Без нанокомплексов создание такой эффективной профессиональной косметики было бы невозможно.

- Нанокосметика - это 100% замена инъекционных методик поддержания красоты и молодости. Нано технологии в косметологии не находят себе равных: омоложение достигается без повреждения кожного покрова.

Действие нанокомплексов не ограничивается хранением и перевозкой биологически активных веществ. Разные нанокомплексы осуществляют разные задачи.

1. Нанокомплексы действуют подобно губке, удерживая активные вещества и витамины, несут их точно к цели и высвобождают их только там, где надо по сигналу от клеток, испытывающих потребность в этих веществах.

2. Нанокомплексы притягивают и удерживают отмершие клетки, и поверхностные загрязнения, вредные для кожи.

3. Нанокомплексы, имея двухмерную структуру вне кожи, моментально, сразу после наложения косметического средства, проникают под кожу и тут же превращаются в трехмерные структуры, и образуют структурированную «решетку», что приводит к разглаживанию морщин, рубцов, шрамов, кожных «растяжек» и повышению эластичности кожи, связыванию свободных радикалов и защите кожи.

4. Нанокомплексы благодаря особым биологическим механизмам выводят токсины из глубинных слоев кожи. Таким образом, достигается не только поверхностное, но и глубинное очищение. У современной нанокосметологии есть возможность заниматься профилактикой и лечением преждевременного старения кожи путем мягкой, адекватной коррекции процессов, происходящих в клетках кожи, как на самой ранней стадии, так и на поздних стадиях возрастных изменений.

Хорошо это или плохо

Как это часто случается, отрицательные свойства нанотчастиц являются продолжением положительных. Частицы с приставкой "нано" стали популярными благодаря нескольким своим характеристикам. Необычные свойства наночастиц объясняются их размером (чтобы подчеркнуть, насколько важна эта характеристика, ее даже вынесли в название частиц). Чтобы называться наночастицей, "претендентка" хотя бы в одном измерении должна быть размером от одного до ста нанометров (то есть, одной миллиардной метра).

Меньше значит лучше

Измельчение вещества до крупинок наноразмеров кардинально меняет его свойства. "Виновата" в этом геометрия: чем меньше частица, тем больше для нее соотношение поверхности к объему. Другими словами, при уменьшении размера частицы многократно возрастает ее удельная поверхность. Атомы вещества, находящиеся на поверхности наночастицы, имеют необычные свойства, и, кроме того, их много (речь опять идет об относительных понятиях). Именно поверхностные атомы делают наночастицы отличными от просто маленьких частиц, обеспечивая чрезвычайно высокую химическую активность нановещества.

"Задел", созданный учеными, разрабатывающими процессоры и микроэлектронику, позволил быстро создать "умные" наноустройства. Например, умные пылинки, несущие микропроцессоры и обладающими объемом памяти около 200 байт. Или жидкость, которая способна изменять вязкость по сигналу извне (как тут не вспомнить "жидкого" терминатора Джеймса Кэмерона). В перспективе ученые видят создание нанороботов - крошечных машин, которые смогут манипулировать отдельными атомами. Уже из этого краткого списка ясно, что микроскопические частицы открывают перед человечеством необозримые перспективы.

Или не значит?

И все эти чудесные свойства наночастиц грозят обернуться стихийным бедствием и уничтожить человечество. Начнем с размера. "Нанокрохи" обладают очень высокой проникающей способностью независимо от того, из какого вещества они сделаны. То есть, в организм человека и прочих живых существ могут попасть молекулы тяжелых металлов или других токсичных веществ. Недавние исследования показали, что наночастицы способны не только проникать в ткани, но и накапливаться в них. Пока ученым не удалось непосредственно показать, что такой "запас" является вредоносным, но механизмов пагубного воздействия собранного в одном месте большого числа атомов, скажем, золота, на живые системы можно придумать немало.

Химически активные наночастицы могут образовывать прочные связи с биомолекулами (например, белками или ДНК), повреждая их, "выключая" или, наоборот, способствуя их повышенной активности. Еще один вариант отрицательного воздействия - катализ вредных для организма химических реакций. Даже если "подозреваемые" наночастицы окажутся безвредными, оказывать пагубное влияние могут содержащиеся в них примеси, которые очень трудно обнаружить (примесные вещества также могут образовывать с наночастицами прочные связи).

В противоположность высокоактивным существуют химически инертные наночастицы. Они особенно интересуют медиков, которые с их помощью рассчитывают решить проблему доставки лекарств через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). ГЭБ представляет собой дополнительный слой клеток, называемых глиальными, в капиллярах большинства отделов головного мозга. ГЭБ защищает мозг от проникновения вредных веществ, и он же препятствует попаданию туда лекарств или веществ, необходимых для диагностических процедур. Недавно было показано, что если "упаковать" лекарства в оболочку из определенных материалов, то полученные наночастицы способны проникать через ГЭБ.

Противники внедрения нанотехнологий указывают, что если в такую оболочку поместить не полезные вещества, а яды, то наночастицы могут стать идеальным орудием убийства.

Кроме проникновения через ГЭБ, использование нанотехнологий может повысить биодоступность некоторых необходимых человеку веществ. Но и это благо, по мнению скептиков, может обернуться злом. Нанотехнологии несут большой потенциал по продлению и улучшению качества жизни, но использовать этот потенциал, очевидно, смогут не все жители Земли. У большинства просто не хватит средств на наноэликсир долголетия. Таким образом, наночастицы могут спровоцировать рост социальной напряженности. Кроме нанолекарств раскол в обществе могут вызвать, например, альтернативные источники энергии, полученные с применением нанотехнологий. В этом случае недовольны окажутся жители стран-поставщиков традиционных энергоресурсов.

Кроме описанных выше последствий применения нанотехнологий, которые представляют потенциальную опасность, наночастицы и наноустройства могут быть прямо использованы для уничтожения человечества. Удивительные возможности новых материалов не могут остаться без внимания военных. Микроскопические бомбы невозможно обнаружить и легко доставить в нужное место. Безжалостные нанороботы будут методично уничтожать заданную цель. В идеале такое оружие могло бы само собираться на вражеских территориях. Этакий наноапокалипсис.

Скрытая угроза

Вариантов уничтожения человечества с помощью нанотехнологий хватит на десяток фантастических фильмов. И именно поэтому стоит продолжать их изучение. Очевидно, что нанотехнологии несут огромные возможности, многие из которых, возможно еще даже не осознаны. Но пока мы слишком мало знаем о свойствах частиц вещества размером в миллиардные доли метра (отсюда и обилие возможных апокалиптических сценариев). И это незнание само по себе представляет не меньшую опасность, чем гипотетические нанобомбы.

• Как накладывать ресницы? Учимся пользоваться накладными ресницами ...