Φυσική και νανοτεχνολογία. Νανοτεχνολογία: εφαρμογές και κίνδυνοι

Ο νανοτεχνολογία Αποτελείται από τις μελέτες και τον χειρισμό της ύλης σε ατομική και μοριακή κλίμακα. Το όνομα που δίνεται σε αυτήν τη νέα τεχνολογία προέρχεται από τον όρο νανομέτρο, που αντιστοιχεί στο ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου (0,000000001 m), και καθορίστηκε από το Επιστημονικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο, το 1974

Η πρόοδος της νανοτεχνολογίας πραγματοποιήθηκε από την ανάπτυξη του Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης(MEV), το 1981, στην Ελβετία. Αυτό το μικροσκόπιο έχει πολύ μεγαλύτερη ικανότητα μεγέθυνσης από τα οπτικά μικροσκόπια. Αποτελείται από μια εξαιρετικά λεπτή βελόνα, σχηματίζεται από λίγα άτομα, το οποίο εκτελεί το σάρωση μιας επιφάνειας σε απόσταση ενός νανομέτρου. Κατά τη διάρκεια αυτής της σάρωσης, ηλεκτρόνια σήραγγα από τη βελόνα στην επιφάνεια, δημιουργώντας ένα ρεύμα σήραγγας, το οποίο είναι χρησιμοποιείται από έναν υπολογιστή για να δημιουργήσει μια εξαιρετικά μεγεθυμένη εικόνα αυτής της επιφάνειας, καθιστώντας την άτομα.

Καθιστώντας δυνατή την απεικόνιση της ατομικής ανακούφισης μιας επιφάνειας, αυτό το μικροσκόπιο επίσης επέτρεψε τη δημιουργία μιας σειράς οργάνων για την οπτικοποίηση και τον χειρισμό υλικών σε κλίμακα ατομικός.

Ποια είναι η σημασία των νανοτεχνολογικών μελετών;

Η ουσία σε νανομετρική κλίμακα έχει διαφορετικές ιδιότητες από τα μακροσκοπικά υλικά. Σε αυτήν την κλίμακα, οι αρχές της Κλασικής Φυσικής δεν ισχύουν πλέον, αλλά οι αρχές της Σύγχρονης Φυσικής, η οποία θεωρεί τη δυαδικότητα των κυμάτων-σωματιδίων και την Κβαντική Φυσική. Μικρές αλλαγές στη δομή της ύλης μπορούν να οδηγήσουν σε σημαντικές αλλαγές στα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά της.

Επί του παρόντος, η νανοτεχνολογία είναι παρούσα σε διάφορους τομείς έρευνας, όπως η Φυσική, η Χημεία, η Ηλεκτρονική, η Ιατρική, η Επιστήμη της Υπολογιστική, Βιολογία και Μηχανική, και επέτρεψε την ανάπτυξη νέων υλικών και τεχνικών πολύ πιο αποτελεσματική από αυτές που ήδη υπάρχουν γνωστούς. Δείτε μερικά παραδείγματα:

Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)

• Βιομηχανία καλλυντικών: Τα νανοσωματίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διαφορετικούς σκοπούς, όπως πλήρωση των ρυτίδων, μακιγιάζ, αντηλιακό κ.λπ. Τα οφέλη της νανοτεχνολογίας σε αυτόν τον τομέα οφείλονται στην καλύτερη διείσδυση των συστατικών στο δέρμα ή στα μαλλιά. Σε τελική ανάλυση, εάν τα σωματίδια είναι μικρότερα, μπορούν να φτάσουν σε βαθύτερα σημεία.

• Χρήση υπολογιστή: σε ηλεκτρονικούς επεξεργαστές, που μπορεί να είναι τόσο μικρός όσο 45nm. Αυτές οι συσκευές έχουν προηγμένη τεχνολογία και μπορούν να λειτουργήσουν σε πολύ υψηλές ταχύτητες. Επιπλέον, η ικανότητα αποθήκευσης αυτών των υλικών είναι πολύ μεγαλύτερη.

• Φάρμακο: Στη διάγνωση απεικόνισης του μαγνητική τομογραφία, στην οποία οι εικόνες λαμβάνονται από την αλληλεπίδραση μεταξύ του μαγνητικού πεδίου που παράγεται από τη συσκευή και της μαγνητικής ροπής του πρωτονίου στον πυρήνα των ατόμων υδρογόνου.

Κίνδυνοι της νανοτεχνολογίας

Παρόλο που η έρευνα στον τομέα της νανοτεχνολογίας στοχεύει στη βελτίωση της ποιότητας της ζωής των ανθρώπων, αυτή η επιστήμη έχει επίσης πολύ μεγάλες πιθανότητες να είναι επιβλαβής για το περιβάλλον. περιβάλλον.

Το ελάχιστο μέγεθος των νανοσωματιδίων διευκολύνει τη διασπορά τους στην ατμόσφαιρα, το νερό και το έδαφος. Η αφαίρεσή του καθίσταται πρακτικά αδύνατη με τεχνικές διήθησης. Επιπλέον, όσο μικρότερο είναι ένα σωματίδιο, τόσο πιο δραστικό είναι και μπορεί επίσης να αναπτύξει νέες ιδιότητες που μπορούν να το κάνουν επιβλαβές.

Από τη Μαριάν Μεντές
Αποφοίτησε στη Φυσική

Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:

TEIXEIRA, Μαριάν Μεντές. "Φυσική και νανοτεχνολογία" · Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fisica-nanotecnologia.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.