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Descripción general del nano

El nanómetro (símbolo nm) es una unidad de longitud, originalmente llamada nanómetro, que mide 10^-9 metros (una milmillonésima parte de un metro), es decir, 10 ^- 6 mm (una millonésima de milímetro). Al igual que el centímetro, el decímetro y el metro, es una unidad de medida de longitud. Equivale a 4 veces el tamaño de un átomo y es más pequeño que la longitud de una sola bacteria.

No se puede ver una sola bacteria a simple vista. El diámetro medido con un microscopio es de unas cinco micras. Por ejemplo, supongamos que el diámetro de un cabello es de 0,05 mm, que se corta en 50.000 cabellos en promedio radialmente y que el grosor de cada cabello es de aproximadamente un nanómetro. En otras palabras, un nanómetro equivale aproximadamente a 0,000001 milímetros. La nanociencia y la tecnología, a veces denominada nanotecnología, es el estudio de las propiedades y aplicaciones de materiales con dimensiones estructurales en el rango de 1 a 100 nanómetros. El desarrollo de la nanotecnología ha dado lugar a muchas disciplinas emergentes relacionadas con la nanotecnología. Están la nanomedicina, la nanoquímica, la nanoelectrónica, los nanomateriales, la nanobiología, etc. Los científicos de todo el mundo conocen la importancia de la nanotecnología para el desarrollo de la ciencia y la tecnología, por lo que los países de todo el mundo están gastando mucho dinero para desarrollar la nanotecnología y esforzarse por aprovechar el terreno estratégico en el campo de la nanotecnología. Nuestro país celebró un seminario sobre estrategia de desarrollo de nanotecnología en 1991 y formuló contramedidas estratégicas de desarrollo. Durante la última década, la investigación de mi país sobre nanomateriales y nanoestructuras ha logrado logros notables. En la actualidad, los logros de mi país en el campo de los nanomateriales son mayores que los de cualquier otro país del mundo, lo que demuestra plenamente que mi país ocupa una posición fundamental en el campo de la nanotecnología. Nanoefecto significa que los nanomateriales tienen propiedades físicas y químicas extrañas o anormales que los materiales tradicionales no tienen. Por ejemplo, el cobre que originalmente era conductor se vuelve no conductor cuando alcanza un cierto límite de nivel nanométrico, y originalmente el dióxido de silicio, que era aislante, se vuelve no conductor. los cristales, etc., no conducen electricidad a un cierto nivel nanométrico. La conductividad comienza en el límite de la nanoescala. Esto se debe a las características de los nanomateriales, como el tamaño de partícula pequeño, la gran superficie específica, la alta energía superficial y una gran proporción de átomos en la superficie, así como a sus tres efectos únicos: efecto de superficie, efecto de tamaño pequeño y túnel cuántico macroscópico. efecto. Para el polvo o la fibra sólidos, cuando su tamaño unidimensional es inferior a 100 nm, es decir, alcanza el tamaño nanométrico, se le puede denominar nanomaterial. Para partículas esféricas ideales, cuando el área de superficie específica es superior a 60 m2/. g, su diámetro será inferior a 100 nm, es decir, alcanzará un tamaño nanométrico.

[Editar este párrafo] El significado de nanotecnología

La llamada nanotecnología se refiere al estudio de los patrones de movimiento y características de los electrones, átomos y moléculas en una escala de 0,1 a 100 nanómetros. Una tecnología completamente nueva. En el proceso de estudiar la composición de la materia, los científicos han descubierto que varias o docenas de átomos o moléculas contables aislados en la escala nanométrica exhiben significativamente muchas propiedades nuevas, y la tecnología que utiliza estas propiedades para fabricar dispositivos con funciones específicas se llama nanotecnología. .

La principal diferencia entre la nanotecnología y la microelectrónica es que la nanotecnología estudia el control de átomos y moléculas individuales para lograr funciones específicas del dispositivo, y utiliza la volatilidad de los electrones para funcionar mientras que la microelectrónica su función se logra principalmente mediante; controlar el grupo de electrones, que utiliza la naturaleza partícula de los electrones para funcionar. El propósito de la investigación y el desarrollo de la nanotecnología por parte de las personas es lograr un control efectivo de todo el mundo microscópico.

La nanotecnología es un tema integral con fuertes características transversales, y el contenido de la investigación involucra una amplia gama de ciencia y tecnología modernas. En 1993, el Comité Directivo Internacional de Nanotecnología dividió la nanotecnología en seis subdisciplinas: nanoelectrónica, nanofísica, nanoquímica, nanobiología, nanofabricación y nanometrología. Entre ellos, la nanofísica y la nanoquímica son la base teórica de la nanotecnología, mientras que la nanoelectrónica es el contenido más importante de la nanotecnología.

Nanotecnología (nanotecnología)

La nanotecnología es en realidad una tecnología que utiliza átomos y moléculas individuales para crear sustancias.

A juzgar por el estado actual de la investigación hasta el momento, existen tres conceptos sobre la nanotecnología. La primera es la nanotecnología molecular propuesta por el científico estadounidense Dr. Drexler en el libro "La máquina de la creación" en 1986. Según este concepto, se pueden hacer prácticas máquinas que combinen moléculas, de modo que se puedan combinar arbitrariamente todo tipo de moléculas y se pueda producir cualquier tipo de estructura molecular. No se han logrado avances significativos en la nanotecnología de este concepto.

El segundo concepto sitúa la nanotecnología como el límite de la tecnología de micromecanizado. Es una tecnología que forma artificialmente estructuras de tamaño nanométrico mediante un "procesamiento" de precisión nanométrica.

Este tipo de tecnología de procesamiento a nanoescala también ha llevado al límite la miniaturización de los semiconductores. Incluso si la tecnología existente continúa desarrollándose, en teoría eventualmente llegará a su límite. Esto se debe a que si se reduce el ancho de la línea del circuito, la película aislante que constituye el circuito será extremadamente delgada, lo que destruirá el efecto de aislamiento. Además, existen problemas como el calentamiento y las sacudidas. Para solucionar estos problemas, los investigadores están estudiando nuevas nanotecnologías.

El tercer concepto se propone desde una perspectiva biológica. Originalmente, los organismos tienen estructuras a nanoescala dentro de las células y biopelículas.

La denominada nanotecnología hace referencia a una nueva tecnología que estudia los patrones de movimiento y las características de electrones, átomos y moléculas en una escala de 0,1 a 100 nanómetros. En el proceso de estudiar la composición de la materia, los científicos han descubierto que varias o docenas de átomos o moléculas contables aislados en la escala nanométrica exhiben significativamente muchas propiedades nuevas, y la tecnología que utiliza estas propiedades para fabricar dispositivos con funciones específicas se llama nanotecnología. .

La nanotecnología es un tema integral con fuertes características transversales, y el contenido de la investigación involucra una amplia gama de ciencia y tecnología modernas.

La nanotecnología ahora incluye la nanobiología, la nanoelectrónica, los nanomateriales, la nanomecánica, la nanoquímica y otras disciplinas. Desde la microtecnología, incluida la microelectrónica, hasta la nanotecnología, los humanos se están adentrando cada vez más en el mundo microscópico, y el nivel de comprensión y transformación del mundo microscópico por parte de las personas ha aumentado a un nivel sin precedentes. Qian Xuesen, un famoso científico chino, también señaló que las estructuras alrededor y por debajo de los nanómetros son el foco de la próxima etapa del desarrollo científico y tecnológico y serán una revolución tecnológica que conducirá a otra revolución industrial en el siglo XXI.

Aunque todavía queda un largo camino por recorrer antes de la etapa de aplicación, debido a las perspectivas de aplicación extremadamente amplias que fomenta la nanotecnología, países desarrollados como Estados Unidos, Japón y Reino Unido han otorgado gran importancia a la nanotecnología y han comenzado a desarrollarla, desarrollar planes de investigación y realizar investigaciones relevantes.

[Editar este párrafo] Características de los dispositivos nanoelectrónicos

El rendimiento de los dispositivos electrónicos fabricados con nanotecnología es mucho mejor que el de los dispositivos electrónicos tradicionales: Rápida velocidad de trabajo, los dispositivos nanoelectrónicos funcionan. La velocidad es 1.000 veces mayor que la de los dispositivos de silicio, lo que mejora enormemente el rendimiento del producto. Bajo consumo de energía, el consumo de energía de los dispositivos nanoelectrónicos es solo 1/1000 del de los dispositivos de silicio. La capacidad de almacenamiento de información es grande. En un disco óptico de 5 pulgadas, que es menos del tamaño de la palma de la mano, se pueden almacenar al menos 30 de las colecciones completas de la Biblioteca de Beijing. El tamaño pequeño y el peso ligero pueden reducir en gran medida el tamaño y el peso de diversos productos electrónicos. Los nanomateriales tienen un "temperamento extraño". Las partículas de nanometales son inflamables y explosivas. Unos pocos nanómetros de partículas metálicas de cobre o partículas metálicas de aluminio arden violentamente y explotan cuando se exponen al aire. Por lo tanto, el polvo de partículas nanometálicas se puede convertir en explosivos potentes y el combustible sólido para cohetes puede producir un mayor empuje. El uso de polvo de partículas metálicas nanométricas como catalizador puede acelerar la velocidad de las reacciones químicas y aumentar en gran medida la tasa de producción de la síntesis química.

Los bloques de nanometales son resistentes a la presión y la tensión. Los polvos de nanopartículas metálicas se convierten en materiales metálicos en bloques, que son diez veces más fuertes que los metales comunes y se pueden estirar decenas de veces. Utilizado para fabricar aviones, automóviles y barcos, el peso se puede reducir a una décima parte del peso original.

Las nanocerámicas son a la vez rígidas y blandas. Las nanocerámicas hechas de polvo de partículas nanocerámicas son plásticas y han supuesto una revolución en la industria cerámica. Al aplicar nanocerámicas a los motores, los automóviles funcionarán más rápido y los aviones volarán más alto.

Los materiales de nanoóxido son coloridos. Las partículas de nanoóxido pueden cambiar de color rápidamente bajo la irradiación de la luz o la acción de un campo eléctrico. Sería perfecto usarlo como gafas para que los soldados protejan sus pistolas láser. Los carteles publicitarios fabricados con materiales de nanoóxido se volverán más coloridos bajo la acción de la electricidad y la luz.

El poder de los materiales nanosemiconductores es ilimitado. Los materiales nanosemiconductores pueden emitir luz de varios colores, pueden convertirse en pequeñas fuentes de luz láser y también pueden convertir la energía luminosa absorbida de la luz solar en energía eléctrica. . Los coches solares y las casas solares fabricados con ellos tienen un enorme valor medioambiental. Varios sensores fabricados con nanosemiconductores pueden detectar con sensibilidad cambios en la temperatura, la humedad y la composición atmosférica, y se utilizarán ampliamente para monitorear los gases de escape de los automóviles y proteger el ambiente atmosférico.

Las nanomedicinas tratan enfermedades y salvan vidas combinando fármacos con nanopartículas magnéticas. Después de tomarlas, estas partículas de nanomedicina pueden moverse libremente dentro de los vasos sanguíneos y los tejidos humanos.

Luego, se aplica un campo magnético fuera del cuerpo humano para guiarlo, de modo que los medicamentos puedan concentrarse en los tejidos enfermos y el efecto del tratamiento farmacológico mejorará enormemente. Las nanopartículas de fármacos también se pueden utilizar para bloquear los capilares de manera específica y "matar de hambre" a las células cancerosas. Las nanopartículas también se pueden utilizar para separar células humanas y transportar ADN para tratar defectos genéticos. Las nanopartículas magnéticas se han utilizado para separar con éxito células cancerosas y células normales en animales, y se han utilizado con éxito en ensayos clínicos para tratar enfermedades de la médula ósea humana. El futuro es ilimitado.

Los nanosatélites volarán hacia el cielo. En un mundo de dimensiones nanométricas, los materiales se pueden cortar y construir libremente según los deseos de las personas. Esta tecnología se llama tecnología de nanofabricación. La tecnología de nanoprocesamiento puede integrar materiales de diferentes materiales. No solo tiene la función de un chip, sino que también puede detectar señales de ondas electromagnéticas (incluidas la luz visible, infrarroja y ultravioleta, etc.) y también puede completar instrucciones de computadora. un dispositivo nanointegrado. La aplicación de este tipo de dispositivo integrado a un satélite puede reducir en gran medida el peso y el volumen del satélite, haciéndolo más fácil de lanzar y más económico. La nanotecnología ha entrado en la vida de las personas

El 27 de septiembre, expertos del Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China anunciaron el desarrollo exitoso de un nuevo tipo de nanomaterial: el material de interfaz superanfifóbico. Este material tiene súper hidrofobicidad y súper oleofobicidad. Cuando se convierte en textiles, no requiere lavado y no mancha con aceite. Puede usarse en superficies de construcción para evitar el empañamiento y la escarcha, y elimina la necesidad de limpieza manual. Los expertos dicen que los textiles, los materiales de construcción, los productos químicos, el petróleo, los automóviles, los equipos militares, los equipos de comunicaciones y otros campos inevitablemente tendrán una "revolución material" causada por los nanómetros. Gracias a los esfuerzos de los científicos, "nano", una palabra que hace unos años nos era muy desconocida, ahora aparece con frecuencia en nuestro punto de mira. Nano es una unidad de longitud, 1 nanómetro equivale a una milmillonésima de metro y 20 nanómetros equivalen a una tercera milésima de cabello humano. Desde los años 1990, científicos de varios países están inmersos en una "nanoguerra": estudiando los patrones de movimiento y las características de electrones, átomos y moléculas en el espacio entre 0,10 y 100 nanómetros.

Por supuesto, China no está dispuesta a quedarse atrás. En 1993, el Laboratorio de Física del Vacío de la Academia de Ciencias de China manipuló con éxito átomos para escribir la palabra "China", marcando así que mi país comenzaba a hacerlo. Ocupa un lugar en el campo de la nanotecnología internacional y ocupa el primer lugar en ciencia y tecnología de vanguardia.

En 1998, el grupo de Fan Shoushan de la Universidad de Tsinghua convirtió nitruro de galio en nanocristales unidimensionales por primera vez en el mundo. Ese mismo año, los científicos chinos prepararon con éxito nanopolvo de diamante, que fue aclamado en publicaciones internacionales como: "Paja convertida en oro: diamante hecho de tetracloruro de carbono".

En 1999, un equipo dirigido por un profesor de la Universidad de Pekín. Xue Zengquan El equipo de investigación ensambló nanotubos de carbono de pared simple sobre una superficie metálica por primera vez en el mundo y ensambló la sonda de microscopio de efecto túnel de barrido más delgada y de alto rendimiento del mundo.

El equipo de investigación dirigido por el Dr. Cheng Huiming de la Academia de Ciencias de China ha sintetizado nanomateriales de carbono de alta calidad, lo que ha sido reconocido como el resultado más convincente en el campo de la "investigación con nanotubos de carbono para almacenamiento de hidrógeno". hasta ahora.

Un equipo de investigación dirigido por Xie Sishen, investigador del Instituto de Física de la Academia de Ciencias de China, ha desarrollado los nanotubos de carbono más delgados del mundo: 0,5 nanómetros de diámetro, lo que está muy cerca del límite teórico de 0,4 nanómetros para nanotubos de carbono. Este equipo de investigación también sintetizó con éxito el nanotubo de carbono más largo del mundo, creando "el más largo del mundo con 3 mm".

En la batalla por el tema "nano", los chinos han aparecido con frecuencia, especialmente en los campos de la síntesis de nanotubos de carbono y el almacenamiento de información de alta densidad. No se puede subestimar la fuerza de China.

Los esfuerzos de la comunidad científica han hecho que "nano" ya no sea una fría palabra científica, ha salido del laboratorio y ha penetrado en la ropa, la comida, la vivienda y el transporte del pueblo chino. El entorno de vida es cada vez más respetuoso con el medio ambiente. La pintura tradicional tiene poca resistencia al lavado y, después de un corto período de tiempo, las paredes se vuelven moteadas. Ahora existe un nuevo tipo de pintura que incorpora nanotecnología, que no solo mejora más de diez veces la resistencia al lavado, sino que también tiene volátiles orgánicos extremadamente bajos, no es tóxica, es inofensiva y no tiene olor, lo que resuelve eficazmente el problema de Problemas de eliminación de gases nocivos causados ​​por el mayor sellado de los edificios.

La exposición prolongada del cuerpo humano a ondas electromagnéticas y rayos ultravioleta puede provocar un aumento de diversas morbilidades o afectar a la fertilidad normal. Ahora se dispone de ropa de trabajo informática de alta tecnología y ropa de maternidad, que son prendas altamente eficaces a prueba de radiación y a las que se ha añadido nanotecnología. El personal científico y tecnológico incorporó sustancias antirradiación de tamaño nanométrico en fibras para crear una "nanoprenda" que puede bloquear más del 95% de la radiación ultravioleta o electromagnética. No es volátil ni soluble en agua, y mantiene una protección radiológica duradera. capacidades.

De manera similar, la ropa hecha de tejidos de fibras químicas es propensa a la electricidad estática debido a la fricción. Agregar una pequeña cantidad de nanopartículas metálicas durante la producción puede eliminar la molesta electricidad estática. La contaminación blanca también ha enfrentado poderosos desafíos por parte de la "nano". Los científicos trituran almidón degradable y plástico no degradable hasta el "nano nivel" mediante equipos especialmente desarrollados y luego los combinan físicamente. Con este nuevo tipo de materia prima se pueden producir películas de mantillo agrícola 100% degradables, vajillas desechables, diversas bolsas de embalaje y otros productos similares. De cuatro a cinco años de experimentos de campo con películas de abono agrícola han demostrado que en 70 a 90 días, el almidón se degrada completamente en agua y dióxido de carbono, mientras que el plástico se convierte en pequeñas partículas que son inofensivas para el suelo y el aire, y también se degrada completamente en agua. dentro de 17 meses y dióxido de carbono. Los expertos comentaron que se trata de un avance sustancial para solucionar por completo la contaminación blanca.

A través de transmisiones de televisión, libros, periódicos e Internet, hemos aprendido poco a poco sobre "nano", y "nano" también nos está cambiando silenciosamente. Noticias sobre nanoprecisión En 1959, el físico teórico Richard Feiman dio una conferencia en Caltech y propuso que era posible ensamblar átomos o moléculas.

En 1981, los científicos inventaron el microscopio de efecto túnel, una importante herramienta para estudiar los nanómetros, haciendo visible el mundo de los átomos y las moléculas.

En 1990, se celebró la primera Conferencia Internacional de Nanotecnología en Baltimore, EE. UU., y nació la nanotecnología.

En 1991, los humanos descubrieron los nanotubos de carbono. Su masa es una sexta parte del mismo volumen que el acero, pero su resistencia es 10 veces mayor que la del hierro, lo que los convierte en un tema candente en la investigación en nanotecnología. En 1993

Tras el movimiento de la Universidad de Stanford en los Estados Unidos en 1989 de "escribir" el nombre en inglés de la Universidad de Stanford eliminando grupos atómicos, y la International Business Machines Corporation de los Estados Unidos utilizando 36 átomos de xenón. Para expulsar "IBM" sobre la superficie del níquel en 1999, la Academia de Ciencias de China El Laboratorio de Física del Vacío de Beijing manipuló con éxito átomos para escribir la palabra "China".

En 1997, los científicos estadounidenses utilizaron con éxito un solo electrón para mover un solo electrón por primera vez. Esta tecnología puede usarse para desarrollar computadoras cuánticas cuya velocidad y capacidad de almacenamiento son miles de veces superiores a las actuales. Ese mismo año, científicos de la Universidad de Nueva York en Estados Unidos descubrieron que el ADN se puede utilizar para construir dispositivos mecánicos a nivel nanométrico.

En 1999, científicos brasileños y estadounidenses inventaron la "báscula" más pequeña del mundo mientras realizaban experimentos con nanotubos de carbono. Puede pesar un objeto una milmillonésima parte de un gramo, lo que equivale al peso de un virus. Posteriormente, los científicos alemanes desarrollaron una "balanza" que podía pesar el peso de un solo átomo, rompiendo el récord establecido conjuntamente por científicos estadounidenses y brasileños. Ese mismo año, los científicos estadounidenses descubrieron interruptores orgánicos en una sola molécula, lo que confirmó que se pueden desarrollar dispositivos electrónicos e informáticos a nivel molecular. Nano Lace News Escuchando bacterias nadando

El Jet Propulsion Laboratory en Pasadena, California, está desarrollando actualmente un altavoz en miniatura llamado "nanomicrófono", según "Business Week". Los diminutos sensores permiten a los científicos escuchar. los sonidos de las bacterias individuales nadando, así como los sonidos de los fluidos celulares que fluyen a su alrededor. Este nanomicrófono artificial está hecho de diminutos tubos de carbono. Precisamente por su pequeño tamaño y su altísima sensibilidad, este micrófono puede responder bajo una presión muy pequeña, lo que permite a los investigadores que lo monitorean obtener información sonora relevante.

Con este nuevo producto, los científicos podrán detectar la existencia de vida en otros planetas y detectar el crecimiento y desarrollo de células individuales en organismos. Este proyecto de desarrollo de instrumentos ha sido aprobado por la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA), y la NASA también ha proporcionado el apoyo técnico necesario al laboratorio mencionado.

[Editar este párrafo] "Nano agua" previene la violación

Según el informe "People's Daily", recientemente, una empresa de Guangzhou afirmó haber producido un producto hecho de piedra medicinal y nanomateriales especiales. Siempre que coloques las "nanoperlas" en agua, podrás beber incluso agua sucia. El consumo prolongado de "nanoagua" puede resistir la fatiga, soportar la hipoxia e incluso "mejorar la capacidad de las mujeres para prevenir la violación por parte de gánsteres". Se entiende que cada caja de nanoperlas cuesta 300 yuanes, y comprar un juego completo de equipo (un dispensador de agua, un balde de agua y diez cajas de nanoperlas) cuesta 3.800 yuanes. El hombre de 76 años de apellido He no sólo creía en el milagroso efecto curativo de la nanoagua, sino que también le gustaba el método de venta de la nanoagua. El anciano sacó 220.000 yuanes a espaldas de su familia para comprar 75 juegos de nano máquinas de agua y luego esperó el dividendo mensual de 20.000 yuanes.

El Escuadrón de Inspección Económica de la sucursal de Dongshan de la Administración Municipal de Industria y Comercio de Guangzhou investigó y sancionó a la empresa el 3 de abril. El nano agua que planeaba crear un milagro científico y tecnológico no tenía ningún contenido científico y tecnológico. instrucciones de identificación en absoluto, y los productos nano water set de la compañía no se produjeron ni se produjeron licencia ni certificado de producto.

[Editar este párrafo] En el mundo nanométrico, la luz también puede "soplar" objetos

Cuando la luz incide sobre un objeto, también ejercerá una fuerza sobre él, al igual que el viento sopla igual que la vela. Desde Julio Verne hasta Arthur C. Clark, los escritores de ciencia ficción han imaginado más de una vez utilizar el poder de la luz solar para impulsar "velas solares" y conducir naves espaciales para navegar entre las estrellas. Sin embargo, en la Tierra, la fuerza de la luz solar es tan débil que nadie puede utilizarla para mover un objeto. Sin embargo, en la edición del 27 de noviembre de Nature, un académico chino que realiza una investigación en la Universidad de Yale en Estados Unidos publicó un artículo que confirma por primera vez que en el nanomundo, la luz realmente puede impulsar "máquinas": nanomáquinas hechas de semiconductores.

Esta investigación combina dos de los campos más punteros de la nanociencia, a saber, la nanofotónica y la nanomecánica. "En la macroescala, el poder de la luz es tan débil que nadie puede sentirlo. Pero en la nanoescala, descubrimos que la luz tiene un poder considerable, suficiente para impulsar mecanismos semiconductores tan grandes como transistores en circuitos integrados. " Así lo presentó un profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Yale que dirigió la investigación. De hecho, el poder de la luz ha sido utilizado anteriormente por físicos y biólogos en una tecnología llamada "pinzas ópticas" para manipular átomos y partículas diminutas. "Nuestra investigación consiste en integrar luz en un pequeño chip para aumentar su intensidad millones de veces, de modo que pueda usarse para controlar dispositivos nanosemiconductores", explicó con más detalle Li Mo, el primer autor de este artículo e investigador postdoctoral. .

En el laboratorio de la Universidad de Yale, dos científicos, junto con Xiong Chi, un estudiante graduado de la Universidad de Pekín, y sus colaboradores, utilizaron la tecnología de fabricación de semiconductores más avanzada para diseñar tiras de luz en el chip de silicio. Línea, llamada "guía de luz". Cuando la luz emitida por el láser se conecta a dicho chip, la luz puede "fluir" a lo largo de las líneas conductoras ópticas tendidas como la corriente en un cable. La teoría predice que en tal estructura, la luz ejercería una fuerza sobre los cables que la guían. Para confirmar esta predicción, suspendieron una pequeña longitud de guía de luz, de sólo 10 micrones de largo, para que pudiera vibrar como la cuerda de una guitarra. Si la luz produce una fuerza y ​​actúa sobre ella, entonces cuando la intensidad de la luz se modula a una frecuencia consistente con la vibración de la guía de luz, se producirán vibraciones. Tal vibración producirá un pico de la misma frecuencia en la luz transmitida. Esto es exactamente lo que tres científicos chinos vieron finalmente en sus instrumentos de medición después de más de medio año de experimentos y cálculos. Posteriormente, mediante numerosos experimentos demostraron que la magnitud de esta fuerza coincidía en gran medida con las expectativas teóricas. Debido a que la luz viaja mucho más rápido que la corriente eléctrica, se espera que la fuerza generada por esta luz impulse nanomáquinas a velocidades de decenas de gigahercios (GHz).

Se espera que el resultado de esta investigación conduzca a una nueva generación de tecnología de chips semiconductores que utilice la luz para sustituir la electricidad. En el futuro, utilizando esta nueva tecnología, los científicos e ingenieros podrán lograr computación y comunicación eficientes y de alta velocidad basadas en principios ópticos y cuánticos.

[Editar este párrafo] Las nanosondas se utilizan por primera vez en el cribado de fármacos

Investigadores del Centro de Nanotecnología de Londres, en el Reino Unido, han desarrollado un nuevo tipo de nanosonda que puede utilizarse con agujas. detectar si un determinado antibiótico puede unirse a las bacterias, debilitando o destruyendo así la capacidad de las bacterias para dañar el cuerpo humano y lograr el propósito de tratar enfermedades. Esta es la primera vez que los científicos utilizan nanosondas para la detección de fármacos. Los resultados preliminares de experimentos relacionados se publicaron en el último número de la revista "Nature Nanotechnology".

En el proceso de uso de antibióticos para tratar enfermedades, las bacterias que causan la enfermedad pueden desarrollar fácilmente resistencia, haciendo que los antibióticos pierdan su eficacia. El principio de acción de los antibióticos es combinarse con la pared celular de las bacterias patógenas y destruir la estructura de la pared celular, provocando la muerte de las bacterias patógenas. Una vez que se desarrolla la resistencia, la estructura de la pared celular de las bacterias cambia, la pared celular se vuelve. más espesa y los antibióticos no pueden unirse a la pared celular.

Los investigadores recubrieron una serie de nanosondas con proteínas que forman la pared celular bacteriana. Una vez que el antibiótico se une a la pared celular, el peso de la superficie de la sonda aumenta y esta presión superficial hace que la nanosonda se doble. A través de la investigación sobre el fármaco vancomicina, se descubrió que la pared celular de las bacterias resistentes a los medicamentos es 1.000 veces más dura que la de las bacterias no resistentes.

Por lo tanto, las nanosondas se utilizan para detectar los cambios estructurales de varios fármacos en las paredes celulares bacterianas y detectar los antibióticos que son más destructivos para las bacterias patógenas.

Introducción al uso de nanometales

Cobalto (Co)

Material de registro magnético de alta densidad. Aprovechando las ventajas de la alta densidad de grabación, la alta coercitividad (hasta 119,4 KA/m), la alta relación señal-ruido y la buena resistencia a la oxidación del polvo de nanocobalto, el rendimiento de las cintas magnéticas y los materiales duros y blandos de gran capacidad. Los discos se pueden mejorar mucho.

Fluido magnético. El fluido magnético producido a partir de hierro, cobalto, níquel y sus polvos de aleación tiene excelentes propiedades y puede usarse ampliamente en sellado y absorción de impactos, equipos médicos, ajuste de sonido, pantallas de luz, etc.

Materiales absorbentes. Los nanopolvos metálicos tienen efectos de absorción especiales sobre las ondas electromagnéticas. El hierro, el cobalto, el polvo de óxido de zinc y el polvo metálico recubierto de carbono se pueden utilizar como materiales sigilosos de ondas milimétricas de alto rendimiento para uso militar, materiales sigilosos de luz visible e infrarrojo y materiales sigilosos estructurales, así como materiales de protección contra la radiación de teléfonos móviles.

Cobre (Cu)

Tratamiento de revestimiento conductor superficial de metales y no metales. Los polvos de nanoaluminio, cobre y níquel tienen superficies altamente activadas y pueden recubrirse a temperaturas inferiores al punto de fusión de los polvos en condiciones sin oxígeno. Esta tecnología se puede aplicar a la producción de dispositivos microelectrónicos.

Catalizador de alta eficiencia. Los nanopolvos de cobre y sus aleaciones se utilizan como catalizadores con alta eficiencia y fuerte selectividad. Pueden usarse como catalizadores en reacciones como la síntesis de metanol a partir de dióxido de carbono e hidrógeno.

Pasta conductora. El uso de polvo de nanocobre para reemplazar el polvo de metales preciosos para preparar una suspensión electrónica con un rendimiento superior puede reducir considerablemente los costos. Esta tecnología puede promover una mayor optimización de los procesos microelectrónicos.

Hierro (Fe)

Material de grabación magnético de alto rendimiento. El rendimiento de las cintas magnéticas y los discos duros y blandos de gran capacidad se puede mejorar enormemente aprovechando las ventajas del polvo de nanohierro, como la alta coercitividad, la magnetización de gran saturación (hasta 1477 km2/kg), la alta relación señal/ruido relación y buena resistencia a la oxidación.

Fluido magnético. El fluido magnético producido a partir de hierro, cobalto, níquel y sus polvos de aleación tiene excelentes propiedades y puede usarse ampliamente en sellado y absorción de impactos, equipos médicos, regulación de sonido, pantallas de luz y otros campos.

Materiales absorbentes. Los nanopolvos metálicos tienen efectos de absorción especiales sobre las ondas electromagnéticas. El hierro, el cobalto, el polvo de óxido de zinc y el polvo metálico recubierto de carbono se pueden utilizar como materiales sigilosos de ondas milimétricas de alto rendimiento para uso militar, materiales sigilosos de luz visible e infrarrojo y materiales sigilosos estructurales, así como materiales de protección contra la radiación de teléfonos móviles.

Lechada magnética. Utilizando las características de magnetización de alta saturación y alta permeabilidad magnética del polvo de nanohierro, se puede preparar y utilizar una suspensión magnética permeable para la estructura de unión de cabezales magnéticos finos.

Agente nano guía. Algunas nanopartículas son magnéticas y pueden usarse como portadores para fabricar agentes guía, que pueden hacer que los medicamentos se acumulen en partes locales del cuerpo bajo la acción de un campo magnético externo, proporcionando así un tratamiento farmacológico de alta concentración en ubicaciones especialmente patológicas. Adecuado para lesiones fijas como cáncer y tuberculosis.

Níquel (Ni)

Fluido magnético. El fluido magnético producido a partir de hierro, cobalto, níquel y sus polvos de aleación tiene excelentes propiedades y se usa ampliamente en sellado y absorción de impactos, equipos médicos, regulación de sonido, pantallas de luz, etc.

Catalizador de alta eficiencia. Debido a su enorme superficie específica y alta actividad, el polvo de nanoníquel tiene un fuerte efecto catalítico y puede usarse para reacciones de hidrogenación de materia orgánica, tratamiento de gases de escape de automóviles, etc.

Acelerante de la combustión de alta eficiencia. Agregar polvo de nanoníquel al propulsor de combustible sólido de los cohetes puede aumentar en gran medida el calor de combustión y la eficiencia de la combustión del combustible y mejorar la estabilidad de la combustión.

Pasta conductora. La pasta electrónica se usa ampliamente en cableado, embalaje, conexión, etc. en la industria microelectrónica y juega un papel importante en la miniaturización de dispositivos microelectrónicos. La suspensión electrónica hecha de nanopolvos de níquel, cobre y aluminio tiene un rendimiento excelente y favorece una mayor miniaturización de los circuitos.

Materiales para electrodos de alto rendimiento. Utilizando polvo de nanoníquel y la tecnología adecuada, se pueden producir electrodos con enormes áreas de superficie, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia de la descarga.

Aditivo de sinterización activado. Debido a su gran superficie y gran proporción de átomos superficiales, el nanopolvo tiene un estado de alta energía y una fuerte capacidad de sinterización a temperaturas más bajas. Es un aditivo de sinterización eficaz que puede reducir significativamente el riesgo de productos de pulvimetalurgia y altas temperaturas de sinterización. productos cerámicos.

Tratamiento de revestimiento conductor superficial de metales y no metales. Dado que el nanoaluminio, el cobre y el níquel tienen superficies altamente activadas, el recubrimiento se puede implementar a una temperatura inferior al punto de fusión del polvo en condiciones sin oxígeno. Esta tecnología se puede aplicar a la producción de dispositivos microelectrónicos.

Zinc (Zn)

Catalizador de alta eficiencia. Los nanopolvos de zinc y sus aleaciones se utilizan como catalizadores con alta eficiencia y fuerte selectividad. Pueden usarse como catalizadores en reacciones como la síntesis de metanol a partir de dióxido de carbono e hidrógeno.