30 декабря 2011 г.

Нанотехнологии и здоровье

На заставке сайта фотография неба, выполненная космическим телескопом Habble.

   Популярный сегодня термин «НАНОТЕХНОЛОГИЯ» означает совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами от 1 до 100 нанометров (нм).
Один нанометр – это одна миллиардная часть метра, или одна тысячная микрометра.

   Для примера, большинство атомов имеют диаметр от 0,1 до 0,2нм, а толщина нитей ДНК – около 2нм.   Размер самых маленьких вирусов составляет 20 нм, а самых маленьких бактерий – 120 … 150 нм.
   Диаметр эритроцита (см. рисунок, красные диски - это эритроциты, белый шар - это лейкоцит) составляет 7500 нм (7.5 мкм), а его толщина - 2000 нм (2 мкм).
   Толщина человеческого волоса – 50 000…80 000 нм (50 … 80 мкм).

  Оказывается, что привычные для нас свойства материалов при уменьшении геометрических размеров материалов до 1–100 нм начинают изменяться, причем многим наноматериалам присущи принципиально новые качества, существенно превосходящие свойства своих собратьев большего размера.

   Нанотехнологии качественно отличаются от традиционных технологий, поскольку на таких масштабах привычные, макроскопические, технологии обращения с материалами часто неприменимы, а микроскопические явления, пренебрежительно слабые на привычных масштабах, становятся намного значительнее - это свойства и взаимодействия отдельных атомов и молекул или агрегатов молекул, квантовые эффекты.

   Задача технологии как науки – выявление физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов.

   Практический аспект нанотехнологий включает в себя производство устройств и их компонентов, необходимых для создания, обработки и манипуляции атомами, молекулами и наночастицами. Подразумевается, что не обязательно объект должен обладать хоть одним линейным размером менее 100 нм — это могут быть макрообъекты, атомарная структура которых контролируемо создаётся с разрешением на уровне отдельных атомов, либо же содержащие в себе нанообъекты. В более широком смысле этот термин охватывает также методы диагностики и исследований таких объектов.

   Всё началось с того, что нобелевский лауреат Ричард Фейнман первым обратил внимание ученого мира на возможность работы на уровне атомов. «Там, внизу – полно пространства» («There’s Plenty of Room at the Bottom») – так он озаглавил в 1959 году свою речь в Калифорнийском технологическом институте, предлагая физикам изучать материю на атомарном уровне.

   В те годы его слова были восприняты его коллегами-физиками чисто теоретически – еще не существовало и намека на технологии, позволяющие наблюдать и оперировать отдельными атомами.

   Понятие «НАНОТЕХНОЛОГИИ» ввел в обращение в 1974 году японец Норё Танигути для описания процесса построения новых вещей из отдельных атомов. Однако в 1974 году до реализации этой технологии было еще далеко – Норё Танигути опередил события на 20 лет.

   Реальные результаты появились, когда другой японец, Сумио Иидзима, профессор университета Мэйдзё, первым в мире в 1991 году создал нанотрубки из углерода, диаметр которых составляет несколько тысячных долей диаметра человеческого волоса, а длина – порядка 100 нанометров. Вот эти углеродные нанотрубки из сверхтонкого углеродистого материала – фуллерена и стали первым реальным наноматериалом, на основе которого строятся сейчас различные вещи, предлагаемые на рынке новых товаров.

   В России первая отечественная нанотехнологическая установка, осуществлявшая направленный уход частиц с острия зонда микроскопа под влиянием нагрева, заработала в 1987-1988 годах в научно-исследовательском институте «Дельта». Она была создана под руководством Петра Николаевича Лускиновича.

   Нанотехнология сейчас находится в начальной стадии развития, поскольку основные открытия, предсказываемые в этой области, пока не сделаны. Тем не менее, проводимые исследования уже дают практические результаты. Использование в нанотехнологии передовых научных результатов позволяет относить её к высоким технологиям.

   Многообещающими представляются и успехи в применении нанотехнологий в медицине, основанные на создании продуктов, которые стали массово доступными.

   Одним из ярких примеров доступных нанотехнологий для восстановления и поддержания здоровья, и даже лечения преждевременного старения и решения других вопросов является так называемая нанометрическая продукция.

    Эту продукцию разрабатывает и производит Циндаосская нанометрическая научная корпорация “Hua Shen”. Об этой корпорации, продукции, её практическом применении и других возможностях информирует данный сайт.