纳米技术——一个可持续发展的未来的道路

文摘

纳米技术是一个不同的领域的技术与地板提供技术、有机化学、分子生物学、半导体物理和微制造等等。这是目前使用的时代纳米(9)学位。纳米技术的基本定义是高度的检查操纵和制造时间机器或设备。相关的研究和应用也同样呈现出多样化,从扩展传统物理完全新技术主要是基于开发新物质与新尺寸在纳米级。科学家目前争论的命运影响纳米技术。纳米技术可以能够创造许多新的物质和设备与各种各样的应用程序,这体现了药物,电子、生物材料等。从当代概述论文我们能够完成,纳米材料的坐落在不同领域有巨大的应用已被描述在纸上。所以,我们能完成纳米技术执行'位置在现在研究绘画。

关键字

纳米技术、纳米材料、超分子制造、纳米管。

介绍

纳米技术吸引它的名字的前缀“纳米”。一纳米是1000000000 metera距离相同2到20原子(取决于什么样的原子)放下其他的旁边。纳米技术(“纳米技术”)操作是原子,分子和超分子尺度(1- - - - - -5]。最早,巨大的描述纳米技术承认完全的精确的技术目的操纵原子和分子制造的大规模商品,而且现在称为分子纳米技术(6]。额外的通用描述纳米技术后来安装的援助国家纳米技术项目,它定义了纳米技术由于操纵别忘了至少有一维大小从1到一百纳米。纳米技术是近年来考虑一个跨学科的领域,与其他医学物理学等学科紧密工作,化学,生物学除了工程。自然纳米技术定义的维度是非常巨大的,其中包括科学领域等表面技术,天然和有机化学7- - - - - -12)、分子生物学、半导体物理、微加工等。纳米技术可能能够创造许多新的物质和设备与一个重要的各种包,其中包括在纳米13- - - - - -15)、纳米电子、生物材料(16- - - - - -19)能源生产,客户的产品。

纳米技术进展快速的创新动荡提供理货数字的控制核和原子尺度。研究人员精确地控制物质粒子和原子制造大规模项目和一个广泛的各种各样的用途。商品被称为工程纳米材料(运用)20.- - - - - -25),发现项目在关键技术领域的扩张,特别是在药理学和生物医学产品。

起源

“nano-era”一词变成了1974年首次利用Norio谷口。出于这个原因,纳米技术的出现作为一个领域在1980年代实现了通过会议德雷克斯勒的假设和开放的艺术创作,而发达国家和先进的纳米技术的结构合理,excessive-visibility实验进展,额外的广泛兴趣的可能性原子控制计算在1980年代,两个主要的突破引起了纳米技术在当前时代的繁荣。第一次扫描隧道显微镜的发明和第二富勒烯(26- - - - - -29日]。

纳米技术是实际系统的工程规模的分子。这涵盖了每个今天的工作和更先进的概念。以其独特的经验,纳米技术是指回预计潜在的构造从最低的项目,技术和设备的使用使整个先进的今天,过度的产品性能。这些新现象使纳米棒从设备也只是小型版本的一个宏观(30.,31日]工具;这样的产品是在更大的规模和可用下面的轮廓微观技术。两个主要方法是利用纳米技术。在“后方”策略,材料和产品开发从亚原子段收集自己人为地通过分子识别的概念。在“pinnacle-down”技术,nano-gadgets制成的大型实体没有原子水平操作。

目前的研究

纳米材料

基于纳米材料的的组件,而不是使用一个比一个尺寸一个非同寻常的协议在100海里。物质有一维在纳米尺度,组成的字母(32- - - - - -34),瘦的电影或地板涂料。材料可以在维度体现纳米纳米线和纳米管。材料纳米尺度的三维空间碎片包括沉淀、胶体和量子点。纳米晶体(35- - - - - -37)材料、纳米尺寸的颗粒,也属于这一类。

住宅的纳米材料

•配合floor-location效应,量子后果可以开始主导的房屋大小缩小到纳米尺度的依赖。那些能够影响光,电和磁行为的物质,特别是形状或粒度较小的纳米级的方法。材料,充分利用这些结果包含量子点(38- - - - - -41正常),和量子光电子激光电子产品。

•对不同材料组成的结晶固体,为减少,规模的结构组件有一个可怕的很多界面区域内的材料;这将大大影响每个机电的家园。

•纳米材料包括纳米柱中偶尔利用太阳能电池打击的价值传统硅太阳能电池(42- - - - - -44]。

•纳米材料的最新项目包含相当多的生物医学应用程序(45,46),以及组织工程、药物运输、和生物传感器。

纳米材料的分类

纳米材料的分类描述如下图1。

纳米技术的属性

纳米颗粒通常有特定的物理和化学属性:

•例如,电子、光学和化学性质纳米粒子很特别的体积内的每个组件。在纳米尺度材料的行为非常用另一种方式相比更大尺度上,仍然是很难预计的粒子物理和化学住宅完全体积小。

•纳米粒子的最重要参数(47)的形状、长度、层特征和内部形状。纳米颗粒可以遇到气溶胶在空气(固体或饮料),悬浮液(固体在液体)或乳剂在饮料(饮料)。在某些化合物的存在,住宅的纳米粒子可以修改。曲折地这样的经销商可以通过持有稳定对凝固或聚合粒子电荷和编辑的帮助下的外部层粒子。在纳米颗粒-液体界面聚合电解质已经利用修改表面房屋和碎片和环境之间的交互。他们已经在广泛的技术,利用粘合一起,润滑,稳定48,49絮凝的胶态分散体)和管理。

•埃中在某些未指明的时间在未来和微米尺度水平,最简单的纳米球或液滴的变化。身体和化学家庭都来源于原子和分子开始在一个复杂的方式。例如电子和光学住宅和小型集群的化学反应是完全不同的每个元素更好的知道物品的散装或在长时间内表面。纠缠量子力学风格需要期望这样的房屋发展分子长度,和大部分特征极其周围条件预计思考分析和假设的预测。

纳米技术的过程

自底向上的方法

•沃森克里克的DNA纳米技术使用特异性基地匹配收集描绘周围结构的DNA和其他核酸。

•原子压力显微镜建议可以用作纳米沉积化学在地板上的首选样品技术蘸水笔纳米。这项技术适合纳米的更大的领域。

•更一般情况下,分子自组装试图应用标准的超分子化学,尤其是分子流行,原因unmarried-molecule添加剂自动设置自己到一些有益的构象。

自顶向下方法

•它指连续切片或减少的散装材料纳米大小的粒子

•顶峰下降方法最大的问题在于地板结构的缺陷和巨大的晶体50)损伤处理模式。这些缺陷在翻转导致更高的要求的情况下在布局和制造工具。但这种技术会导致纳米材料的批量生产。无论缺陷产生的自顶向下的方法,他们可能会保留内发挥重要作用的合成纳米系统(51]。

•顶峰下降最大可能引入了内部应力的方法,类似于表面缺陷和污染。方法很可能引入了内部应变,类似于地板缺陷和污染。

纳米技术的应用

纳米技术是21世纪现代变化不停的进步和发展的时间和知识。它在每个和每个应用程序领域的技术知识任何组件依然完好无损。

食品和生物工艺行业

食物是“纳米食品”当纳米粒子、纳米技术方法或仪器使用在发展,一代,准备或捆绑的食粮。现在不是说自动修改食品或膳食借助纳米机器生产。

食品和生物工艺企业(52)是处理大型种植和执行系统的要求的情况下可以产生过度好,安全的成分以及提要虽然也被绿色,环保理想的和可持续的。纳米技术包餐行业的各种巧妙的包装来引入随叫随到的互动餐,让购买者改变食物,依赖于饮食的需求和口味。

在药物输送

纳米已经提前把一些治疗原则,破坏我们的方式处理大多数癌症疗法,即纳米粒子作为药物运输经销商,最小化的后果和毒性药物(53]。

硅箱含有胰腺β细胞

在这个容器包含胰腺β细胞(54)被通过与完全特殊的纳米孔布持续时间(直径约20纳米)。这些允许的血糖和胰岛素,但抑制其他免疫抑制细胞的入口。这些都是嵌入式的病人皮肤下

纳米泵

这些胰岛素泵使用的胰岛β细胞(55根据需要创建胰岛素和供应。泵与硅膜nanoetched孢子,允许简单的胰岛素运输而抑制其它重要细胞移动内部可能攻击β细胞植入。nanoinsulin泵可能大量小于现有植入胰岛素泵,可以足够持久,更容易插入受影响的人

在黑色素瘤的管理

癌症(56- - - - - -59与过度生存费用)是一种常见的恶性肿瘤早期诊断。纳米技术,使优秀的潜力对黑色素瘤的控制。这种分子的范围延伸到治疗方案包括光能和热补救温和的照片转换为温暖对抗肿瘤病变(60- - - - - -64年];免疫疗法(65年- - - - - -68年)在纳米颗粒作为免疫调制剂(69年- - - - - -72年)或肿瘤细胞疫苗;和基因治疗目标pro-oncogenes信号转导途径。

在皮肤病学和化妆品

纳米皮肤病代表最新兴领域之一,越来越多的爱好是科学家之间日益增长的除了制药机构。纳米技术许多皮肤疾病的治疗发生了革命性变化。它的强大的活性药物的靶向运输(73年)和化妆品物质。皮肤的官僚机构的主要点无数各种各样的联系纳米材料。可行的纳米技术在皮肤病学和化妆品包包含的防晒霜,保湿霜,anti-getting老配方,光疗[74年,75年),ani-sepsis、疫苗、毛孔和皮肤癌症,头发和指甲护理,和许多其他人。

命运研究及其范围

绿色化学,纳米技术

“绿色合成”或“缺乏经验的纳米技术”是一个崭新的平台,布局新颖的商品,是仁慈的人类和环境健康和有巨大的能力改变大规模纳米合成方法。这些没有经验的纳米材料合成方法,推测获得环境和生物医学76年,77年)的纳米技术应用的命运。根据文档的ACS经验化学研究所,在绿色纳米技术最重要的挑战是:

•技术上的限制

•处理纳米材料的毒性

•为综合监管指导方针

•商业规模部署策略

纳米技术在实际成分和营养物质

的帮助下利用有关新标准和工程方法在纳米材料目标生物活性化合物和微量营养物质的运输78年- - - - - -80年]。纳米材料允许更高的封装和发射活性膳食成分的性能相比传统封装卖家,和nano-emulsions的发展,脂质体、胶束、生物聚合物(81年- - - - - -83年)复合物和cubosomes造成房屋发展的生物活性化合物的保护,运输结构管理,餐矩阵集成和不受欢迎的口味。

石墨烯应用科学的力量

基于石墨烯的纳米材料主要有几个有前途的项目在能源密切相关的领域。作为副instance-Graphene提高每个可逆电池强度能力和率率;动机的石墨烯使主要超级电容器(84年,85年]电力车库;石墨烯电极也可能导致一个有前途的方法来创建明星细胞面积单位便宜,重量轻、柔韧性好;和多功能石墨烯垫面积单元承诺为药物基质框架(图2)。

癌症纳米技术

纳米级设备用于治疗癌症是基于大多数癌症细胞的观察和纳米技术。

•纳米设备小于50纳米可以进入大多数细胞没有问题,而小于20纳米可以循环的血管循环通过框架。

•纳米设备有能力大幅替代癌症治疗越高和非常有效的治疗药物的数量大幅增长(86年- - - - - -88年]。

•纳米结构,例如,可定制的特点,有针对性的药物输送车能够运送大剂量的化疗商店或治疗基因导入肿瘤细胞即使保留健康的细胞,可能大大减少或消除经常令人不快的方面影响伴随许多当代大多数癌症治疗策略(89年,90年]。

Nanotecnology在印度

•IIT孟买是最好的雇主在纳米技术领域。

•研究领域的健康,环境,和药物仍然在91年,92年]。

•2001年起印度政府公布了纳米科学和时代倡议(NSTI)

•2007年2007年,纳米科学和一代的使命成为发起的分配卢比一千卢比持续5年。

•Nanomission的主要目标是:

➢简单研究推广93年- - - - - -One hundred.];

➢基础设施改善实施前——排名研究

➢改善纳米技术和他们的应用程序;

➢人力援助发展和国际合作。

结论

纳米时代是一个科学与正确地区一代由于其增加的范围。这可能会产生奇妙的和convential交换为了帮助人类和环境。纳米技术,在其所有的挑战和可能性,这是不可避免的我们未来的一部分。纳米技术研究的机会成为实质性的和几个。研究人员已经挤满了乐观,和产品完全基于这一代开始让他们的研究绘画更拔尖的。纳米技术的数量会影响我们的生活只是取决于人类ingeninity的限制。它能够正确地指出,纳米技术是缓慢然而逐渐陪同在接下来的“商业革命”。除了少数例外,纳米技术仍然残留在大学实验室、公司和研究能力。因此纳米技术是时代最大的工作是将来要做,直到现在。

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