Что такое Нанотехнологии?
Движение прогресса
Современный технический прогресс идет по пути уменьшения габаритных размеров. Одновременно с этим происходит значительное увеличение функциональных возможностей.
Особенно это ярко выражено в области электронной техники.
Приведем простой пример. Если раньше сотовый телефон был только средством связи и не помещался в брючном кармане, то сейчас его размеры значительно уменьшились. Его с легкостью держит семилетний ребенок. Теперь это устройство выполняет функции более десятка приборов одновременно и с каждым годом оно становится все тоньше.
Тоже самое происходит и во многих других областях науки и техники. Это одна из причин развития Нанотехнологий, которыеявляются одними из самых многообещающих направлений в современной науке.
История нанотехнологий
Начало им положило случайное открытие американских ученых, которые обнаружили, что атомы углерода в лазерном разряде могут соединяться между собой, образуя нанотрубки и шарики (фуллерены, или капсулы), обладающие уникальными свойствами. Они были устойчивы к воздействию температуры, света, иных агрессивных факторов.
С открытием нанотрубок и фуллеренов стал стремительно развиваться совершенно новый вид технологий, основанный на применении материалов, имеющих размер частиц от 1 до 100 нанометров. Отсюда и название с приставкой «нано».
1 нанометр (нм) – это одна 1 000 000 000 (миллиардная) доля метра или одна (1 000 000) миллионная доля миллиметра. Например, для сравнения, толщина человеческого волоса составляет около 100 000 нанометров.
Оказалось, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если взять его очень маленькую частицу. Чем меньше размер, тем более ей свойственны так называемые «квантовые эффекты», которые можно использовать в тех или иных целях.
Глобальный переход
Использование частиц вещества таких малых размеров позволяет сделать глобальный переход. Это является качественным скачком от манипуляции веществом к манипуляции отдельными молекулами и атомами. На самом деле, любую химически стабильную структуру, которую можно описать, можно и построить.
Это открытие имеет большое значение для многих отраслей науки и техники. В перспективе рассматривая отдельный атом в качестве кирпичика или “детальки”, станет возможным собирать любые молекулы подобно детскому конструктору.
Уже существуют технологии, которые умеют собирать атомы и молекулы в некие конструкции. В будущем, ожидается создание из отдельных деталей так называемых «нанороботов». Первое полезное применение наномашин, когда они появятся, планируется в медицинских технологиях, где они могут быть использованы как биомедицинский инструментарий, а также для выявления и уничтожения раковых клеток.
В данный момент нанотехнологи ищут практические способы конструирования из этих деталей материалов с заданными характеристиками.
Разработки нового поколения
На сегодняшний день нанотехнологические исследования в медицине сосредоточены на получении препаратов нового поколения, разработке способов доставки лекарственных средств, получении искусственных тканей организма, совершенствования методов диагностики и лабораторного тестирования препаратов.
Ожидается, что с помощью нанотехнологий будут созданы высокоспецифичные препараты, в том числе индивидуальные (для конкретных пациентов). Как утверждают ученые из университета штата Мичиган, настанет тот день, когда с помощью нанотехнологий в кровяные клетки человека можно будет встраивать микроскопические датчики, предупреждающие о появлении первых признаков радиационной угрозы или развития болезни.
“Умные лекарства”
Уже сегодня с помощью нанотехнологий получены субстанции четвертого поколения с заданными свойствами. Это представители нового класса лекарственных средств, так называемых «умных лекарств», применяемых в сверхнизких дозах и оказывающих воздействие только на поврежденные или патологически измененные клетки организма, практически не затрагивая здоровые.
Оказалось, что наночастицы некоторых материалов имеют очень хорошие каталитические и адсорбционные свойства. Благодаря современным достижениям, удается добиться взаимодействия искусственных наночастиц с природными объектами нанометрового масштаба — белками, нуклеиновыми кислотами и др.
Тщательно очищенные наночастицы могут самовыстраиваться в определённые структуры. Такая структура содержит строго упорядоченные наночастицы, которые также зачастую проявляют необычные свойства. Особый класс составляют органические наночастицы, как естественного, так и искусственного происхождения.
Комбинируя наночастицы различных веществ, создаются определённые структуры, которые используются как емкости для транспортировки лекарственных веществ в организме для обеспечения их сохранности и регулируемого высвобождения. Нанолекарство доставляется кровотоком непосредственно к больному органу человека, что увеличивает эффективность лечения и снижает его побочные эффекты.
Будущее уже сегодня
На сегодняшний день, мировой рынок фармацевтической нанопродукции формируется быстрыми темпами. В ближайшие годы он станет ёмким и высокотехнологичным – подобно рынку информационных технологий.
На исследования в области нанотехнологий в мире тратится больше 4 млрд $ в год. По прогнозам американской ассоциации «National Science Foundation», объем рынка товаров и услуг с использованием нанотехнологий к 2015 г. достигнет 1 трлн $. В фармацевтической отрасли к этому времени примерно половина всей продукции будет производиться с применением нанотехнологий. Уже сейчас в 30-ти странах мира приняты национальные программы по нанотехнологиям. Разработки в этой области осуществляют все ведущие университеты мира.
Мировой лидер
Лидером в области нанотехнологий являются США (27% мирового рынка нанотехнологий).
В этой стране в 2000 г., после длительного сбора и анализа данных о нанотехнологиях в разных странах, была принята Национальная нанотехнологическая инициатива. Ее цель – поддержка долгосрочных исследований и разработок, ведущих к значительным открытиям. Федеральное правительство отнесло нанотехнологии к сфере национальной безопасности.
Второе место на рынке нанотехнологий принадлежит Японии (более 24%), третье – Западной Европе (25%) с преобладающим вкладом Германии, Великобритании и Франции, оставшиеся 24% делят Китай, Россия, Южная Корея, Канада и Австралия.
Продукты нового тысячелетия
Нанотехнологии уже сейчас завоевывают мир, а ученые и производители с оптимизмом смотрят в будущее. Возможности нанотехнологий безграничны.
В научном мире молекулярные технологии (нанотехнологии) относятся, к очень мало исследованным дисциплинам. Основные открытия, предсказываемые в этой области, пока не сделаны. Тем не менее, они находят применение во многих отраслях науки, техники и медицины, принося ощутимые результаты.
Компания Nano Patch® на сегодняшний день, является одной из первых компаний, которая предложила продукт нанотехнологий для индивидуального применения. Благодаря использованию самых последних открытий в данном направлении науки, разработчикам удалось вывести уникальную формулу действующего вещества.
При помощи новейшей технологии производства был создан продукт, который намного опережает свое время. Он позволяет получить потрясающие результаты за рекордно короткие сроки, полностью исключая побочные эффекты. Основной принцип воздействия продукта – это доставка полезных веществ в организм ТРАНСДЕРМАЛЬНО.