В настоящее время жизнь без использования нанотехнологий трудно представить. Эта технология связана с наноматериалами, которые уже существуют в различных продуктах и пользуются огромным спросом в промышленном секторе. Нанотехнология – это термин, введенный человеком по имени Норио Танигути в 1974 году. В частности, это термин означает визуализацию, моделирование, измерение, проектирование, характеристику, производство и применение структур, устройств и систем путем контролируемого манипулирования размером и формой в нанометровом масштабе (атомном в молекулярном и макромолекулярном масштабе), что позволяет создавать структуры, устройства и системы по крайней мере с одной новой/превосходной характеристикой или свойством.

Наночастицы имеют размер частиц, составляющий лишь часть среднего диаметра одного человеческого волоса, который составляет около 80 000 нанометров, всего от 1 до 100 нанометров. Их небольшой размер придает им желаемые свойства, уникальные по сравнению с материалами в более крупном масштабе – в этом диапазоне размеров макромасштабные правила химии и физики не применяются. Углеродные наночастицы, например, в шесть раз легче стали и в сто раз прочнее.

Нанотехнология использует свойства наночастиц в широком спектре приложений, охватывающих огромное количество отраслей. Ключевые достижения в области нанотехнологий можно увидеть в самых разных отраслях машиностроения, энергетики и медицины.

Примеры включают открытие «чудесного» материала графена, ускорение разработки вакцин за счет использования нанотехнологических продуктов для доставки антигена, разработку наномедицины для лечения таких заболеваний, как рак и сердечно-сосудистые заболевания, а также содействие развитию технологий экологически чистой энергии.

Нанотехнологии важны, потому что они меняют мир. Почти все отрасли затронуты нанотехнологиями и могут извлечь из них пользу.

Виды нанотехнологий

Существует несколько различных типов нанотехнологий, каждая из которых имеет свои уникальные области применения и характеристики. Вот некоторые примеры:

Наноматериалы

Это материалы, которые были разработаны или обработаны на наноуровне, что привело к новым свойствам или поведению по сравнению с их массивными аналогами. Некоторые примеры наноматериалов включают углеродные нанотрубки, наночастицы и квантовые точки. Углеродные нанотрубки, например, невероятно прочные и хорошо проводящие, что делает их полезными в самых разных областях, таких как электроника, хранение энергии и материаловедение. Наночастицы – это крошечные частицы по крайней мере с одним измерением в нанометровом масштабе. Они могут быть изготовлены из различных материалов, таких как металлы, оксиды и полимеры, и обладают уникальными свойствами, которые можно использовать в различных областях, таких как медицина, косметика и защита окружающей среды. Квантовые точки – это крошечные полупроводниковые частицы, которые можно использовать в дисплеях, солнечных элементах и медицинской визуализации.

Наноэлектроника

Наноэлектроника предполагает использование крошечных транзисторов и других электронных компонентов в наномасштабе для создания более быстрых и эффективных электронных устройств. Примеры включают наноразмерные транзисторы и устройства памяти. Эти крошечные транзисторы и компоненты позволяют создавать более компактные и энергоэффективные электронные устройства, способные обрабатывать и хранить больше данных, чем традиционные электронные устройства.

Нанооптика

Нанооптика включает в себя манипулирование светом на наноуровне, что приводит к разработке новых оптических устройств и технологий. Примеры включают наноантенны и нанооптические волокна. Эти крошечные оптические устройства можно использовать для создания более эффективных систем связи, медицинских устройств визуализации и других оптических технологий.

Наномедицина

Наномедицина – это применение нанотехнологий в медицине. Она включает в себя использование крошечных частиц и устройств в наномасштабе для диагностики и лечения заболеваний. Примеры включают системы адресной доставки лекарств и диагностические наночастицы. В системах адресной доставки лекарств используются наночастицы для доставки лекарств непосредственно в определенные клетки или ткани, что снижает побочные эффекты и повышает эффективность лечения. Диагностические наночастицы можно использовать для выявления заболеваний на ранней стадии или даже для визуализации внутренней части человеческого тела с высоким разрешением.

Наноэнергетика

Это применение нанотехнологий в области энергетики. Она включает в себя использование крошечных устройств и материалов в наномасштабе для более эффективного производства, хранения и использования энергии. Примеры включают наносолнечные элементы, нанобатареи и нанотопливные элементы. Эти крошечные устройства и материалы могут быть использованы для создания более эффективных солнечных элементов, батарей и топливных элементов, которые меньше, легче и эффективнее, чем традиционные устройства.

Наноробототехника

И конечно же область, которая встречается наравне с нанотехнологиями. Наноробототехника относится к развивающейся отрасли науки и техники, занимающаяся проектированием, разработкой и управлением крошечными роботами и машинами, которые могут работать в наномасштабе.

Наномасштаб включает диапазон размеров от 1 до 100 нанометров, где один нанометр равен одной миллиардной части метра.

Поскольку нанороботы – это роботы, созданные для работы в наномасштабе, они могут выполнять задачи, которые выходят за рамки возможностей обычных роботов макромасштаба. Нанороботы будут обладать уникальными свойствами и возможностями, которые позволят им контролировать и манипулировать материалами в наномасштабе, что сделает их очень ценными для широкого круга приложений и отраслей.

Наноробототехника и нанотехнологии – две очень похожие области, хотя они во многом различаются. Наноробототехника предполагает использование нанороботов для выполнения конкретных задач, а нанотехнология – это изучение и применение материалов и устройств на наноуровне.

Разница между наноробототехникой и нанотехнологиями

На базовом уровне и наноробототехника, и нанотехнология связаны с манипулированием материей в наномасштабе. Однако между этими двумя областями есть также некоторые важные различия, которые их отличают. Во-первых, в то время как нанотехнология обычно относится к использованию научных принципов и инструментов для манипулирования материей на микроскопическом уровне, наноробототехника фокусируется именно на применении этих принципов и инструментов для создания крошечных машин. Кроме того, в то время как большинство форм нанотехнологии полагаются в первую очередь на использование химии для модификации материалов в наномасштабе, наноробототехника также часто включает в себя аспекты механики и инженерии. В конечном счете, несмотря на сходство, эти две области представляют собой два разных подхода к пониманию и работе с материей в микроскопическом масштабе.

Масштаб

Наиболее очевидным отличием наноробототехники от нанотехнологий является масштаб изучаемых объектов. Наноробототехника предполагает использование нанороботов, в то время как нанотехнологии изучают материю и манипулируют ею на атомном и молекулярном уровне. Это означает, что наноробототехника связана с более крупными объектами, чем нанотехнологии.

Функциональность

Еще одним отличием наноробототехники от нанотехнологий является функциональность изучаемых объектов. Наноробототехника предполагает использование роботов для выполнения определенных задач, в то время как нанотехнологии связаны с манипулированием материей на атомном и молекулярном уровне. Нанороботы могут быть запрограммированы для выполнения различных задач, а нанотехнологии используются для создания материалов и устройств на наноуровне.

Применение

Наноробототехника и нанотехнологии имеют разные применения. Нанороботы в основном используются в медицинских целях, таких как доставка лекарств и хирургические процедуры. Их также можно использовать для мониторинга окружающей среды и промышленных приложений. С другой стороны, нанотехнологии используются в различных областях, включая электронику, производство энергии и медицину. Он также используется в производстве товаров народного потребления.

Стоимость

Наноробототехника, как правило, дороже, чем нанотехнология, поскольку она предполагает использование роботов и другого сложного оборудования. Нанотехнологии, однако, часто не такие дорогие, поскольку они включают в себя манипулирование материей на атомном и молекулярном уровне.

Безопасность

Наноробототехника предполагает использование роботов, которые могут быть опасны, если с ними не обращаться должным образом. Напротив, нанотехнологии обычно считаются безопасными, поскольку они предполагают манипулирование материей на атомном и молекулярном уровне.

Регулирование

Наноробототехника обычно более жестко регулируется, чем нанотехнология, поскольку она предполагает использование роботов и другого сложного оборудования. Нанотехнологии, с другой стороны, зачастую менее регламентированы из-за работы с материей на другом уровне.

Исследования

Исследования в области наноробототехники сосредоточены на разработке роботов и другого сложного оборудования, а исследования в области нанотехнологий сосредоточены на манипулировании материей на атомном и молекулярном уровне. Обе области исследований могут революционизировать то, как мы взаимодействуем с окружающим миром.

Образование

Образование, необходимое для продолжения карьеры в области наноробототехники или нанотехнологий, также отличается. Наноробототехника требует глубоких знаний в области робототехники и инженерии, в то время как нанотехнологии требуют глубоких знаний в области химии и физики. Обе области обучения требуют высокого уровня знаний и навыков.

Занятость

Наноробототехника, как правило, более специализирована, и в этой области меньше рабочих мест. Нанотехнологии, с другой стороны, широко применимы, и в этой области больше возможностей для трудоустройства.

Влияние

Нанороботы могут произвести революцию в области медицины, поскольку их можно использовать для доставки лекарств и хирургических процедур. Нанотехнология же может провести революцию в том, как мы взаимодействуем с внешним миром, поскольку ее можно использовать для создания материалов и устройств на наноуровне.

Этические последствия

Наноробототехника потенциально может быть использована в медицинских целях, что может привести к этическим дилеммам. Нанотехнологии могут быть использованы в различным областях, что может привести к этическим соображениям.

Доступность

Наноробототехника обычно дороже и требует специализированного оборудования, в то время как нанотехнологии чаще дешевле и требуют менее специализированного оборудования. Это означает, что наноробототехника обычно менее доступна, чем нанотехнологии.

Популярность

Наноробототехника рассматривается как более захватывающая и передовая область, нежели нанотехнология. В то время как последняя считается более практичной и надежной. Это означает, что наноробототехника в целом популярнее, чем нанотехнологии.

Нанотехнология – это изучение и применение очень маленьких вещей, в то время как наноробототехника конкретно относится к использованию роботов в наномасштабе. Существует много потенциальных применений нанотехнологий в медицине, производстве и других отраслях, но еще предстоит провести много исследований, прежде чем эти применения станут реальностью. Нанороботы уже использовались в некоторых медицинских процедурах, таких как лечение рака, и постоянно разрабатываются новые методы лечения с использованием нанороботов.