Nanotecnología: aplicaciones prácticas ADN

Nanotecnología: aplicaciones prácticas: Hemos visto la forma en que se inició la nanotecnología y cómo funciona, así como las técnicas utilizadas para la formación de las nanopartículas. Aquí vemos a algunas de las aplicaciones más comunes de la nanotecnología que han barrido en el mercado y ha creado una nano () tormenta.

Nanotecnología: aplicaciones prácticas
Electrónica
Después del descubrimiento del transistor de estado sólido por Bardeen, voluminosos, hambrientos de poder, los tubos de vacío caros equipos basados fue reemplazada con pequeños, que consumen menos energía, dispositivos de peso ligero.

Esto hizo posible la creación de equipos compactos, como relojes de pulsera personales, calculadoras, computadoras portátiles (laptop), teléfonos móviles, equipos de música, videos, etc todo debido a los avances en electrónica y áreas afines. Pronto se advirtió que uno podría seguir reduciendo no sólo el tamaño de los dispositivos individuales, sino fabricar circuitos de gran tamaño en un único «chip» como un «IC» o circuito integrado.

La extrapolación de estas ideas y el desarrollo en las técnicas de fabricación de dispositivos como la litografía no sólo ha permitido fabricar Muy Grande de integración a escala (VLSI) de los dispositivos electrónicos y circuitos fielmente posible, pero también producen grandes cantidades de ellas disponibles en el mercado.

Ya en 1960 AD Moore predijo una tendencia en la contracción de dispositivos electrónicos que se conoce popularmente como la ley de Moore. Afirmó que los transistores en un chip se duplicará cada 18 meses. Pero después de 2000A.D. se ha producido una desviación de la ley de Moore. Se puede seguir reduciendo el tamaño con el límite de un átomo, pero sin duda hay un límite para el tamaño por debajo del cual las propiedades de los materiales no son independientes de su tamaño. Aquí es donde «nanociencia» y «nanotecnología» se hace cargo.

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Los dispositivos electrónicos de dimensiones típicas de unos pocos nanómetros de cualquiera de las tres direcciones, pantalla, por lo tanto no sólo miniaturización pero algunas propiedades únicas no se conoce durante los últimos 5-6 años desde el descubrimiento de dispositivos de estado sólido. Único transistor de electrones (SET), Spin Válvulas, uniones túnel magnéticas (MTJ) son conceptualmente nuevos dispositivos basados en la nanotecnología. Tales dispositivos son más rápidos, compactos y relativamente barato y encontrar su camino en el mercado.

Los Spin dispositivos tipo válvula, ya están siendo utilizados en las computadoras personales a «leer el disco» que han permitido aumentar la capacidad de almacenamiento de datos de discos duros. Es interesante giro de la válvula y unión musculotendinosa se basan en un concepto que a su vez se está convirtiendo en un área de por sí conocido como «espintrónica» o la electrónica de spin base.

Es bien sabido que un electrón (o agujero) consta de carga y spin. Sin embargo la electrónica se ha utilizado hasta ahora únicamente el valor del giro y se ha descuidado. Se ha dado cuenta en los últimos años que si espín de un electrón (o pozo) se tiene en cuenta, debidamente fabricado dispositivos daría lugar a algunos dispositivos superior. Muchos dispositivos basados spin como Spin-FET, Spin-LED, Spin-RTD, interruptores ópticos con frecuencia THz, moduladores, codificadores, decodificadores, q-bits para los ordenadores cuánticos están en la lista de posibles citas de científicos y tecnólogos de la energía solar y de los avances de la medicina, como los chips de ADN .

La próxima revolución en los ordenadores de memoria usa «no volátil» por el cual los datos no se pierde si no hay corte de luz repentino o nos olvidamos de guardar las entradas. También es posible que los ordenadores cuánticos tienen que ser mucho más poderoso que las computadoras existentes.

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Energía

La nanotecnología jugará un papel importante en el ámbito de la «energía». Los recursos naturales de energía como el petróleo, carbón, etc gas natural necesario para todo el transporte, la comunicación, la industria, casas y muchas otras actividades humanas. Estos están agotando a un ritmo muy alto. Las generaciones futuras tendrán que buscar fuentes alternativas de energía como la energía solar o el hidrógeno combustible basado en energías alternativas para un desarrollo sostenible .

Los científicos esperan hacer eficientes células solares utilizando nanomateriales. Hay una considerable cantidad de investigación en curso para aprovechar el combustible de hidrógeno por división de agua (H2O), utilizando la luz solar en presencia de los nanomateriales (fotocatalizadores). de hidrógeno disponible en efecto puede llegar a ser una buena fuente de combustible para automóviles y otros fines de transporte. Sin embargo almacenar el hidrógeno no es una tarea fácil, ya que fácilmente se pueden inflamar.

Material, como los nanotubos de carbono, que es una clase especial de los nanomateriales está siendo investigado por su posible utilización como material de almacenamiento de hidrógeno. El costo actual de los nanotubos de carbono es muy alta, pero los científicos están tratando de encontrar maneras económicas de hacerlos en grandes cantidades, lo que ayudaría a que en el futuro el uso de combustible de hidrógeno sin riesgos. Hay también intentos de pasar a aumentar la eficiencia de células solares para la producción de energía utilizando nanopartículas.

Numerosos aparatos como ordenadores portátiles, teléfonos celulares, teléfonos inalámbricos, radios portátiles, reproductores de CD, calculadoras, etc necesidad de baterías recargables, peso ligero o «células. Se está intentando aumentar su densidad de energía mediante la sustitución de los materiales de los electrodos. Algunas nanopartículas de hidruro de metal como hidruros de níquel o de gran superficie, materiales ultra ligeros como los aerogeles o resultan mejores opciones que los materiales convencionales en las baterías mejoradas.

Automóviles

Un coche está formado por gran número de piezas y los materiales. El cuerpo y las diferentes partes estructurales de se componen de acero, algunas aleaciones, cauchos, plásticos, etc estructura de la carrocería debe ser fuerte, no deformables o rígidos, forma y tamaño conveniente. Se sabe que los compuestos de nanotubos de presentar una resistencia mecánica mejor que incluso el acero. Los intentos se hacen para hacer compuestos que pueden sustituir el acero.

En la actualidad la síntesis de nanotubos no es económicamente viable, pero se está tratando de manera que pueda ser utilizado en gran escala. Los coches son pintados con las partículas finas. pinturas nanopartículas proporcionar recubrimiento liso, atractivo delgado. Algunas investigaciones se va a explorar la posibilidad de aplicar un pequeño voltaje para cambiar el color del coche a su gusto.

Además de la máquina principal hay un gran número de pequeños motores en un coche. Para limpiaparabrisas ejemplo, los movimientos ventana de cristal, la eliminación de CD’s de jugador, etc Todas estas operaciones necesitan un tipo de motor u otro. Muy potentes motores, con lo que se conoce como las aleaciones con memoria de forma se hacen uso de nanopartículas de Ni-Ti. Se obtienen mejores resultados y menos ávido de poder que otros motores. Estos motores están encontrando su camino en los automóviles.

Los neumáticos de los automóviles consumen gran cantidad de caucho que no sólo causan aumento en el precio, sino también su peso. Aumento de peso está relacionado con la velocidad y el consumo de combustible. Mediante el uso de nanopartículas de arcilla mejor, peso ligero, menos consumo de neumáticos de caucho más delgadas son posibles. Los nuevos coches se espera que emplean dichos neumáticos.

La emisión de partículas y gases tóxicos como CO, NO de los catalizadores del automóvil es una de las mayores preocupaciones en las ciudades. Aumento del número de vehículos es la creciente contaminación atmosférica que afectan a una gran parte de la población mundial. nanomateriales eficientes catalizadores son una solución para convertir las emisiones nocivas en los gases menos dañinos. Amplia superficie de las nanopartículas es útil para producir mejores catalizadores.

Otra solución para superar el problema de la contaminación es el uso de hidrógeno como combustible. Son muchas las ventajas del uso del hidrógeno como combustible. En primer lugar hidrógeno como parte de la molécula de agua es abundante en la tierra en comparación con el agotamiento del aceite usado como gasolina o diesel después de refinación. La disociación del agua en la H2 y O2 no es un proceso difícil. Cuando el combustible se quema H2 sólo puede producir vapor de agua inocuo. Sin embargo el principal problema de utilizar el hidrógeno es furl su almacenamiento.

El gas hidrógeno se almacena normalmente en un cilindro de metal a alta presión. Llevar a los cilindros de metal a alta presión no sólo puede añadir el peso del vehículo, también puede ser peligroso. De hidrógeno en contacto con el aire pueden incendiarse. Una solución a este problema se ha sugerido que se guardan en algunas otras formas como el hidruro de metal. Otra solución consiste en guardarlo en ‘nanocilindros «de los nanotubos de carbono! En la actualidad muchas mejoras en las técnicas necesarias para realizar la síntesis de CNT económicamente viable. Una vez que esto se logra utilizando combustible H2 sería ventajoso.

Así, la nanotecnología puede llegar a ser una de las tecnologías indispensables para las industrias del automóvil. El tema de debate para los coches también pueden ser aplicables a los vehículos automóviles de otros.

Deportes y Juguetes

La nanotecnología ya ha sido introducido a los equipos deportivos y juguetes toma de industrias. Las pelotas de tenis con nanoarcillas son capaces de llenar los poros de una mejor manera y la trampa la presión de aire en su interior. Esto aumenta la vida de las bolas. Algunas organizaciones internacionales han aceptado estas pelotas para sus torneos.

Buena calidad de raquetas de tenis están hechos de carbono. El peso ligero y la resistencia o la fuerza es necesaria para las raquetas de tales. Es posible que los compuestos de nanotubos de carbono podría servir como una alta resistencia, material ligero para las raquetas.

Industria del juguete también ha sido bien dirigidos para abrazar la nanotecnología. Los movimientos oculares de las muñecas, los movimientos del robot, etc atraer y disfrutado por los niños, pero parecen bastante fuertes. motores basados en nanotecnología se están utilizando en la industria del juguete ahora lo que genera gran sistemático y ágil.

Productos cosméticos

Las nanopartículas son también importantes en los cosméticos. El óxido de zinc y nanopartículas de óxido de titanio de tamaño bastante uniforme son capaces de absorber la luz ultravioleta y proteger la piel. Debido a su pequeño tamaño son cremas nanopartículas basadas privilegiada, ya que puede ser utilizado en pequeña cantidad y no deje cualquier espacio entre ellos. Esto le da una apariencia uniforme. Las partículas pequeñas en algunas de las cremas de dispersión de luz de tal manera que el aspecto de las arrugas se reduce. Algunas cremas utilizando nanopartículas ya se comercializan. tintes y colores basados en Nano son bastante inofensivas en la piel y puede ser utilizado en cremas para el cabello o gel.

Electrodomésticos

El uso de nanopartículas de plata se hace en los refrigeradores, purificadores de aire o aire acondicionado y purificadores de agua. Es bien sabido por mucho tiempo que la plata tiene propiedades antibacterianas. Es por eso que se ha utilizado como material de utensilios desde hace tiempo. Pero la investigación reciente ha demostrado que las nanopartículas de plata son mucho más eficaces para la protección antibacteriana. Por lo tanto, algunos fabricantes han nanopartículas especiales revestimiento en refrigeradores, acondicionadores de aire o incluso en máquinas de lavar.

Alimentos en los refrigeradores pueden permanecer fresco y evitar el crecimiento de hongos durante más tiempo que los frigoríficos convencionales. La ropa lavada con nanopartículas de plata alineados lavadoras son reclamados para permanecer estériles alrededor de un mes! Esto debería ser bastante útil en los hospitales. Aire acondicionado o filtros de agua con nanopartículas de plata también se afirma que tienen ventajas y se comercializan con precios adicionales, muy poco.

Algunos de los bloques de construcción como los materiales ventana se basan ahora en los nanomateriales. Uno puede mantener la temperatura en el interior de las casas de la reducción de la calefacción / refrigeración efectos debido al clima exterior mediante materiales apropiados ventana como aerogeles que son altamente aislante, pero pueden hacerse transparentes para el propósito de la ventana. Auto limpieza de lentes también son útiles para las ventanas.

Biotecnología y Medicina de campo

La nanotecnología es la biotecnología y revolutionalizing campo de la medicina. Las pruebas iniciales de los distintos sistemas de administración de fármacos, terapias del cáncer o un tumor o la detección se han realizado con éxito utilizando la nanotecnología. Las nanopartículas de ser muy pequeñas son fáciles de inyectar y porciones específicas de destino en un cuerpo.

La superficie de las partículas se pueden modificar utilizando algunas moléculas orgánicas que puedan acceder al sitio receptor específico. La detección temprana del cáncer se ha afirmado que es posible debido a un análisis basado en la nanotecnología. De este modo, para el tratamiento de los pacientes mucho antes antes de que sea demasiado tarde. Incluso para obtener imágenes de ciertas partes del cuerpo como en odontología, los huesos fósforos, etc nano-se están utilizando.

Los medicamentos pueden ser encapsulados en nanocápsulas e ir dirigidas a partes deseadas del cuerpo. Drogas puede ser rápida o lenta entrega, como se desea, mediante la apertura de la cápsula mediante un estímulo externo como el campo magnético o luz infrarroja, o bajo ciertas condiciones fisiológicas. administración dirigida de medicamentos es muy importante ya que evitar la muerte de células sanas a diferencia de la quimioterapia. Hay una considerable investigación en nanotecnología basada va a ayudar a diabéticos y pacientes con VIH.

Los científicos están desarrollando un mejor cuerpo que los implantes disponibles hasta el momento. Los implantes corporales deben ser fuertes y biocompatibles. las células del cuerpo debe ser capaz de crecer en ellos y mantenerlos en su lugar. Gran parte del trabajo que está sucediendo en la comprensión de las formas en que la naturaleza lo hace todo y lo imitan.

Un campo muy importante es la rápida, fiable y de detección de virus de campo, E. coli, el ADN, las proteínas, anticuerpos, etc ensayos basados en nanotecnología se están desarrollando ahora que parecen ser de gran utilidad. El silicio poroso y nanotubos de carbono también son sensores basados en pruebas para su posible aplicación en campo de la medicina. nanopartículas fluorescentes y partículas de conchas de núcleo también algunos nanomateriales útil útil en la detección de diversos lugares de las células o la detección de ADN, las proteínas, anticuerpos, etc