ฟิสิกส์และนาโนเทคโนโลยี นาโนเทคโนโลยี: การใช้งานและความเสี่ยง

THE นาโนเทคโนโลยี ประกอบด้วยการศึกษาและการจัดการสสารในระดับอะตอมและโมเลกุล ชื่อที่มอบให้กับเทคโนโลยีใหม่นี้มาจากคำว่า นาโนเมตร ซึ่งสอดคล้องกับหนึ่งในพันล้านของเมตร (0.000000001 ม.) และถูกกำหนดโดยมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์โตเกียวในปี 1974

ความก้าวหน้าของนาโนเทคโนโลยีเกิดขึ้นจากการพัฒนาของ สแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน Electro(MEV) ในปี 1981 ในประเทศสวิสเซอร์แลนด์ กล้องจุลทรรศน์นี้มีความสามารถในการขยายที่มากกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัล ประกอบด้วยเข็มที่ละเอียดมาก เกิดขึ้นจากอะตอมไม่กี่ตัวซึ่งทำหน้าที่ สแกนพื้นผิวที่ระยะหนึ่งนาโนเมตร ระหว่างการสแกนนี้ อุโมงค์อิเล็กตรอนจากเข็มไปยังพื้นผิว ทำให้เกิดกระแสในอุโมงค์ ซึ่งก็คือ ใช้โดยคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างภาพที่ขยายใหญ่ขึ้นอย่างมากของพื้นผิวนั้นทำให้ อะตอม

ด้วยการทำให้เห็นภาพการบรรเทาของอะตอมของพื้นผิวได้ กล้องจุลทรรศน์นี้ด้วย เปิดใช้งานการสร้างชุดเครื่องมือเพื่อแสดงภาพและจัดการวัสดุตามขนาด อะตอม

ความสำคัญของการศึกษานาโนเทคโนโลยีคืออะไร?

สสารในระดับนาโนเมตรมีคุณสมบัติแตกต่างจากวัสดุมหภาค ในระดับนี้ หลักการของฟิสิกส์คลาสสิกใช้ไม่ได้อีกต่อไป แต่หลักการของฟิสิกส์สมัยใหม่ซึ่งพิจารณาความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่นและฟิสิกส์ควอนตัม การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในโครงสร้างของสสารอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงลักษณะทางกายภาพและทางเคมีอย่างมีนัยสำคัญ

ปัจจุบันนาโนเทคโนโลยีมีอยู่ในงานวิจัยหลายแขนง เช่น ฟิสิกส์ เคมี อิเล็กทรอนิกส์ แพทยศาสตร์ วิทยาศาสตร์ คอมพิวเตอร์ ชีววิทยา และวิศวกรรม และได้อนุญาตให้มีการพัฒนาวัสดุและเทคนิคใหม่ๆ ให้มีประสิทธิภาพมากกว่าที่เป็นอยู่แล้ว คนรู้จัก ดูตัวอย่างบางส่วน:

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

• อุตสาหกรรมเครื่องสำอาง: อนุภาคนาโนสามารถนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่น เติมริ้วรอย แต่งหน้า ครีมกันแดด เป็นต้น ประโยชน์ของนาโนเทคโนโลยีในบริเวณนี้เกิดจากการแทรกซึมของส่วนผสมเข้าสู่ผิวหนังหรือเส้นผมได้ดีขึ้น ท้ายที่สุดถ้าอนุภาคมีขนาดเล็กกว่าก็สามารถไปถึงจุดที่ลึกกว่าได้

• คอมพิวเตอร์: บนโปรเซสเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งอาจมีขนาดเล็กถึง 45 นาโนเมตร อุปกรณ์เหล่านี้มีเทคโนโลยีขั้นสูงและสามารถทำงานด้วยความเร็วสูงมาก นอกจากนี้ ความจุของวัสดุเหล่านี้มีมากขึ้น

• ยา: ในการวินิจฉัยด้วยภาพ เรโซแนนซ์แม่เหล็กซึ่งภาพได้มาจากปฏิกิริยาระหว่างสนามแม่เหล็กที่เกิดจากอุปกรณ์กับโมเมนต์แม่เหล็กของโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน

ความเสี่ยงของนาโนเทคโนโลยี

แม้ว่างานวิจัยด้านนาโนเทคโนโลยีจะมุ่งพัฒนาคุณภาพ ในชีวิตของผู้คน วิทยาศาสตร์นี้มีศักยภาพสูงมากที่จะเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม สิ่งแวดล้อม

อนุภาคนาโนที่มีขนาดน้อยที่สุดช่วยให้เกิดการกระจายตัวในบรรยากาศ น้ำ และดิน การกำจัดมันเป็นไปไม่ได้จริงด้วยเทคนิคการกรอง ยิ่งอนุภาคมีขนาดเล็กเท่าไรก็ยิ่งมีปฏิกิริยามากขึ้น และสามารถพัฒนาคุณสมบัติใหม่ที่อาจเป็นอันตรายได้

โดย Mariane Mendes
จบฟิสิกส์

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

เตยเซร่า, มารีแอน เมนเดส. "ฟิสิกส์และนาโนเทคโนโลยี"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fisica-nanotecnologia.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.