Нанотехнологии - это широкий термин для обозначения научных и технологических изобретений, которые работают в масштабе "нано" - в миллиард раз меньше метра.
Длина одного нанометра составляет около трех атомов. Законы физики на наноуровне действуют по-другому, заставляя привычные материалы вести себя неожиданным образом. Например, алюминий безопасно использовать для упаковки газировки и покрытия продуктов питания, но на наноуровне он взрывоопасен.
Сегодня нанотехнологии используются в медицине, сельском хозяйстве и технике. В медицине наноразмерные частицы используются для доставки лекарств в определенные части человеческого тела для лечения. В сельском хозяйстве наночастицы используются для изменения генома растений, чтобы сделать их устойчивыми к болезням, а также для других улучшений.
Но именно область технологий, возможно, делает больше всего для применения различных физических свойств, доступных в наномасштабе, для создания маленьких, мощных изобретений с различными потенциальными последствиями для окружающей среды.
Экологические плюсы и минусы нанотехнологий
В последние годы многие экологические области были усовершенствованы благодаря нанотехнологиям, но наука еще не совершенна.
Качество воды
Нанотехнологии способны решить проблему плохого качества воды. Поскольку в ближайшие десятилетия ожидается увеличение дефицита воды, необходимо увеличить количество чистой воды во всем мире.
Наноразмерные материалы, такие как оксид цинка, диоксид титана и оксид вольфрама, могут связываться с вредными загрязняющими веществами, делая их инертными. Нанотехнологии, способные нейтрализовать опасные материалы, уже используются в очистных сооружениях по всему миру.
Наноразмерные частицы дисульфида молибдена могут быть использованы для создания мембран, которые удаляют соли из воды с использованием одной пятой энергии традиционных методов опреснения.
В случае разлива нефти ученые разработали наноткани, способные избирательно поглощать нефть. Вместе эти инновации способны улучшить состояние многих сильно загрязненных водных путей мира.
Качество воздуха
Нанотехнологии также могут быть использованы для улучшения качества воздуха, которое с каждым годом ухудшается во всем мире из-за выбросов загрязняющих веществ в результате промышленной деятельности. Однако удаление крошечных опасных частиц из воздуха является технологически сложной задачей.
Наночастицы используются для создания точных датчиков, способных обнаруживать крошечные вредные загрязнители в воздухе, такие как ионы тяжелых металлов и радиоактивные элементы.
Одним из примеров таких датчиков являются одностенные нанотрубки, или SWNT. В отличие от обычных датчиков, которые работают только при очень высоких температурах, SWNT могут обнаруживать диоксид азота и аммиак при комнатной температуре. Другие датчики могут удалять токсичные газы из окружающей среды с помощью наноразмерных частиц золота или оксида марганца.
Выбросы парниковых газов
Различные наночастицы разрабатываются для снижения выбросов парниковых газов. Добавление наночастиц в топливо может повысить эффективность использования топлива, снижая темпы производства парниковых газов в результате использования ископаемого топлива. Другие виды применения нанотехнологий разрабатываются для селективного улавливания углекислого газа.
Токсичность наноматериалов
Несмотря на свою эффективность, наноматериалы могут непреднамеренно образовывать новые токсичные продукты. Чрезвычайно малый размер наноматериалов позволяет им проходить через непроницаемые барьеры, что позволяет наночастицам оказываться в лимфе, крови и даже костном мозге.
Учитывая уникальный доступ наночастиц к клеточным процессам, применение нанотехнологий может нанести широкомасштабный вред окружающей среде при случайном образовании источников токсичных наноматериалов.
Необходимо тщательное тестирование наночастиц, чтобы гарантировать, что потенциальные источники токсичности будут обнаружены до того, как наночастицы начнут использоваться в больших масштабах.
Регулирование нанотехнологий
В связи с обнаружением токсичных наноматериалов были приняты нормативные акты, обеспечивающие безопасное и эффективное проведение исследований в области нанотехнологий.
Кажется, что нанотехнологии все еще не так хороши. Что вы думаете о нанотехнологиях? Следует ли ограничить их создание и применение? Что делать изобретателям? Поделитесь своими мыслями в комментариях. Не забудьте подписаться на канал и поставить лайк. Впереди еще много интересного.
