Ось вам загадка: що настільки маленьке, що ви його не побачите, але досить розумне, щоб запустити ваш iPad або вилікувати рак? Якщо ви думаєте, що це мікроскопічний Микита Джигурда або Чак Норріс - ви частково мають рацію. Але правильною відповіддю буде: нанотехнології.
Неважливо, як багато ви вони х чули, і скільки грошей заробив Віктор Петрик на своїх нанотехнологічних фільтрах, нанотехнології залишаються певною загадкою. Ми їх не бачимо і, отже, не відчуваємо. Вчені кажуть, що медицина майбутнього буде повністю побудована на їх основі, але якось дивно думати про те, що нанометра незрозуміло чого врятують вам життя.
Як часто ми стикаємося з нанотехнологіями в повсякденному житті? Інше питання: що це взагалі таке? Чому майбутнє розгортається у нас на долоні, а ми бачимо тільки лінію життя і мережа зморшок? Нанотехнології знайшли своє місце в споживчому секторі, в ліках, в їжі та інших сферах. Стає все важче відстежувати нелегальне використання нанотехнологій. І по правді кажучи, їх потенціал ще далекий від бажаного рівня. У лабораторіях і на папері - суцільні прориви, але на ринок потрапляють лише далеко не всі форми нанотехнологій.
Давайте розберемося, що таке нанотехнології і чому вони змінять світ.
Одного разу вони можуть врятувати вам життя
Медицина являє собою саму захоплюючу область для застосування нанотехнологій. Багато методів лікування раку, які розробляються в даний момент, побудовані на боротьбі з пухлиною на клітинному рівні. Дослідники показують досить багатообіцяючі результати використання наночасток золота в лікуванні різних типів раку. Частинки відправляються прямо в ракові клітини і нагріваються за допомогою інфрачервоного променя.
Доставка наночастинок є найбільшу проблему, пов'язану із застосуванням їх в медицині. Потрібно доставити наночастинки в уражені клітини, не пошкодивши здорові. Як тільки система доставки визначиться (що вже не легко само по собі), частки повинні допомогти створити ряд нових неінвазивних методів лікування, які справляються з пухлиною без хірургічної травми.
Одним з рішень доставки наночастинок можуть бути крихітні золоті зірки, які розробляються в Північно-західному університеті. Зірчасті частки покриваються препаратом під назвою ДНК-аптамери (молекула ДНК, яка може прикріплятися до потрібних молекулярним мішенях). Нанозвезди орієнтуються на протеїни в ракових клітинах. Протеїни послужливо доставляють зірочки до ядра, і як тільки вони прикріплюються до мети, постріл з лазера вивільняє ліки з нанозвезди, і воно починає своє лікування ядра. У клітини не залишається шансів.
Яким би не був механізм доставки, нанотехнології можуть дозволити лікарям зупинити рак мозку без фізичного втручання в череп пацієнта, або вилікувати рак легенів без необхідності розкривати чиюсь грудну клітку.
Можливо, ви торкаєтеся до них прямо зараз
Незалежно від того, який тип комп'ютера або пристрою ви використовуєте для читання цієї статті, найімовірніше ви маєте справу з нанотехнологіями. Процесори і компоненти пам'яті зроблені з використанням наноматеріалів, яких повно на ринку, а на клавіатурах і мишках ви можете знайти антимікробну покриття.
Можливо, ви вже носите їх
Проте, не всі ідеї використання нанотехнологій були добре прийняті. Багато питань і обурення породили пропозиції використовувати наночастинки для знищення бактерій, що викликають неприємний запах одягу. Дизайнери спортивного одягу поспішили з впровадженням цього методу, як раптом виявили, що частки наносрібла вбивають не тільки шкідливі, але і корисні бактерії (а тому не можуть бути використані при очищенні води, наприклад), а також викликає вроджені дефекти у риб і інших організмів.
Багато що з цього вже є в природі
Хочете штани, які не вбирають воду. Або як щодо пластиру, який дозволить вам залізти на скляну стіну? Купити подібні штани в магазині неважко, але щоб розкрити людину-павука всередині себе, вам доведеться неабияк попітніти. І два цих прикладу нанотехнологій вже існують в природі.
Можете назвати це костюмом безпеки для лихого їздця. Протягом багатьох років текстильна промисловість намагалася розробити водонепроникні тканини. Але вийшло це тільки тоді, коли вони стали використовувати ниткоподібні кристали. Якщо ви коли-небудь бачили, як краплі дощу стікають по квітці лотоса - або інші приклади з-під носа - це робота природних ниткоподібних кристалів. Лист покритий нановолоскамі, які підтримують краплі води, не дозволяючи їм вбиратися або змочувати поверхню листка. Додавши нанотрубки в волокна одягу, виробники можуть створювати котон, шерсть або синтетичну тканину, яка не вбирає воду.
Що стосується лазіння по склу, цей продукт з'явився, завдяки розробкам Роберта Фулла (Robert Full) з Берклі. Вивчаючи пальці геконів, дослідники з'ясували, що кожен палець істоти покритий нановолоскамі, які настільки малі і численні, що використовують силу Ван-дер-Ваальса (міжмолекулярної зчеплення), щоб утримуватися на гладкій поверхні. Біолог Фул разом з іншими інженерами відтворили механізм пальців гекона в вигляді лапок, які дозволили альпіністові лазити по будівлях.
Важливим уроком тут виступає те, що ми тільки-тільки приступили до вивчення нанотехнологій, які давно використовуються в живій природі. Тепер потрібно навчитися робити продукти, які доповнюють живий світ, а не пошкоджують його.
Вони можуть бути у вашій їжі і інших продуктах
Їжа - це зона, яку багато людей свідомо залишають неприступною для нанотехнологій. Багато людей спеціально платять за те, щоб м'ясо, яке вони їдять, паслося на альпійських луках і дихало тільки чистим повітрям. Тому не дивно, що їх дратує думка про те, що вони буду їсти їжу, створену за участю якихось штучних мікрочастинок. Але перш, ніж ви почнете хвилюватися, давайте подивимося на практичне застосування нанотехнологій у харчовій промисловості.
Упаковка і зберігання. Нанотехнологічних упаковки дозволять вам зберігати їжу довше, створюючи герметично ущільнені стінки, або взагалі вбивають шкідливі бактерії, які посягають на ваш обід. Подивіться навколо. На ринку повно холодильників, які використовують покриття з наночастинок срібла, яке вбиває бактерії, так і багаторазові контейнери теж не гребують використовувати цей прийом.
Колір, запах і смак. Уявіть, що смак, запах і колір їжі можна буде змінити на молекулярному рівні. Це дозволить створювати неймовірно корисну їжу в приємній оболонці (уявіть, що їжа з Макдональдса буде корисніше вівсянки). Проте, скептики навіть і чути не хочуть про те, що їжа буде модифікуватися штучним шляхом. А даремно.
Поліпшення препаратів. Візьмемо, наприклад, діабетиків. Нанотрубки в один прекрасний день можна буде вколоти всього один раз, а наночастинки самостійно стежитимуть за рівнем цукру в крові, видаючи порцію інсуліну, коли потрібно. Поки медицина не дійшла до таких висот, але в один прекрасний день, тільки уявіть, тільки один укол стабілізує стан хронічних хворих, від ВІЛ-інфікованих до людей з мігренню.
5 цікавих фактів про нанотехнології Ілля Хель