¿Qué son los nanómetros? Usos de los nanómetros
¿Qué son los nanómetros? El uso de nanómetros
La nanotecnología es una tecnología de alta tecnología que tiene un impacto importante en el desarrollo de la ciencia de materiales y la tecnología de microdispositivos en el siglo XXI. Para comprender el estado de desarrollo de la nanotecnología, el periodista visitó al Dr. Paul Warren, experto en nanomateriales del Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford, Reino Unido.
Warren afirmó que la nanotecnología es un tema candente que se está discutiendo en todo el mundo. La nanotecnología se refiere a la ciencia y la tecnología que utilizan miles de moléculas o átomos para crear nuevos materiales o microdispositivos. La nanotecnología cubre un amplio espectro, y los nanomateriales son sólo una parte de él, pero son la base para el desarrollo de la nanotecnología. El Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford investiga actualmente más de 40 proyectos de nanotecnología, los principales de los cuales incluyen películas ultrafinas, nanotubos de carbono, nanocerámicas, nanocristales metálicos y líneas de puntos cuánticos.
El espesor de las películas ultrafinas suele ser de sólo 1 nanómetro a 5 nanómetros, pudiendo llegar incluso a tener un espesor de 1 molécula o 1 átomo. Las películas ultrafinas pueden ser orgánicas o inorgánicas y tienen una amplia gama de usos. Por ejemplo, una sola capa de nanómetros depositada sobre un semiconductor se puede utilizar para fabricar células solares, lo que es de gran importancia para el desarrollo de nuevas energías limpias. La precipitación de varias capas de películas delgadas sobre diferentes materiales puede formar una película delgada de múltiples capas. con propiedades magnéticas especiales, que es una herramienta importante para la fabricación de células solares de alto voltaje. Material básico para discos de densidad. Los nanotubos de carbono son microtubos con un diámetro de sólo unos pocos nanómetros formados mediante el procesamiento de moléculas de carbono 60. Son uno de los focos de la investigación sobre nanomateriales. En comparación con otros materiales, los nanotubos de carbono tienen propiedades mecánicas, electrónicas y químicas especiales y pueden convertirse en fibras de alta resistencia con propiedades conductoras, semiconductoras o aislantes. Se utilizan en sensores, baterías de iones de litio, pantallas de emisiones de campo y materiales compuestos reforzados. y otros campos tienen amplias perspectivas de aplicación, por lo que han recibido una amplia atención por parte de la industria. En la actualidad, aunque los nanotubos de carbono todavía se encuentran en la etapa de investigación, muchos resultados de la investigación han mostrado buenas perspectivas de aplicación. Los materiales cerámicos suelen ser duros y quebradizos, pero los materiales nanocerámicos fabricados a partir de partículas nanoultrafinas tienen buena dureza. Algunos pueden doblarse mucho sin romperse, lo que muestra una flexibilidad y procesabilidad similares a las del metal.
La nanotecnología tiene amplias perspectivas de aplicación en los campos industriales y tecnológicos modernos. Por ejemplo, en el campo de la tecnología de la información, se estima que en unos 10 años las tecnologías de procesamiento y almacenamiento de datos actualmente de uso común alcanzarán sus límites definitivos. Para obtener capacidades de procesamiento de información más poderosas, la gente está desarrollando computadoras de ADN y computadoras cuánticas, y para fabricar ambas computadoras se requiere la capacidad técnica de controlar moléculas y átomos individuales.
Los sensores son un área importante de las aplicaciones de la nanotecnología. Con el avance de la nanotecnología, los microsensores de menor costo y mayor funcionalidad se utilizarán ampliamente en todos los aspectos de la vida social. Por ejemplo, al instalar microsensores en cajas de embalaje, se puede rastrear y supervisar el proceso de transporte de objetos de valor a través del sistema de posicionamiento global; al instalar microsensores en neumáticos de automóviles, se pueden crear neumáticos inteligentes que le informarán al conductor cuándo. los neumáticos deben ser reemplazados o inflados; se pueden colocar algunos microsensores que pueden soportar ambientes hostiles en el cilindro del motor para monitorear la eficiencia de trabajo del motor. En la industria alimentaria, este tipo de microsensor se puede utilizar para controlar si los alimentos se han echado a perder. Por ejemplo, se puede instalar en la tapa de una botella de vino para determinar el estado del vino.
En el campo de la tecnología médica, la nanotecnología también tiene amplias perspectivas de aplicación. Por ejemplo, los microrobots fabricados con nanotecnología pueden entrar de forma segura en el cuerpo humano para detectar problemas de salud y, si es necesario, pueden utilizarse para tratamientos directos; los "laboratorios de chips" fabricados con nanotecnología pueden realizar análisis de sangre y detección de virus y obtener los resultados de las pruebas. en unos minutos, los científicos también pueden utilizar nanomateriales para desarrollar un nuevo sistema de administración de fármacos. Este sistema de administración está compuesto por una nanoesfera que contiene una capa protectora en el exterior de la nanoesfera que circula en la sangre sin ser atacada. El sistema inmunológico del cuerpo si tiene la capacidad de reconocer las células cancerosas, puede administrar medicamentos directamente al sitio canceroso sin dañar el tejido sano.
Además, la nanotecnología también se utiliza ampliamente en la fabricación industrial, la construcción de defensa nacional, la vigilancia medioambiental, los dispositivos ópticos y los sistemas de pantalla plana, y desempeña un papel importante en el desarrollo de la ciencia y la tecnología en el siglo XXI.
Para tener una impresión más completa de la nanotecnología, el Dr. Warren llevó a los periodistas a visitar el Laboratorio de Nanomateriales. Dado que la estructura de los nanomateriales es muy pequeña y no puede verse a simple vista bajo luz natural, se requiere un microscopio para su observación y manipulación. Cuando entras al laboratorio, lo primero que ves es un instrumento llamado "Nano Knife". Durante la visita, los investigadores lo utilizaron para cortar agujeros cuadrados submicrónicos en la superficie del material de un dispositivo electrónico para analizar la composición del material del dispositivo. En otro laboratorio, un investigador utiliza microscopios electrónicos de transmisión para estudiar la estructura interna de una película magnética. Lo siguiente que visitamos fue un microscopio de iones de campo con sonda atómica. Con este instrumento podemos analizar la estructura de los materiales moviendo los átomos uno a uno y formando una imagen tridimensional. En otro laboratorio, los investigadores están utilizando un microscopio de sonda de barrido para ver y manipular átomos individuales en un plano y medir directamente las fuerzas entre los átomos. Vale la pena mencionar especialmente que la Universidad de Oxford no solo tiene una sólida base de investigación científica, sino que también tiene una gran fortaleza en la fabricación de instrumentos. Muchos de los instrumentos aquí son desarrollados por ellos mismos y algunos se encuentran en el nivel líder mundial.
En los últimos años, para hacer realidad la industrialización de la nanotecnología, la Universidad de Oxford no solo ha fortalecido la investigación básica, sino que también ha otorgado gran importancia a la transformación de los resultados de la investigación científica. En junio de este año, construyeron un nuevo parque científico centrado en la ciencia de los materiales. En el Parque Científico, los investigadores científicos trabajan en estrecha colaboración con la comunidad empresarial, por un lado para desarrollar los resultados de la investigación científica de la universidad y, por otro, para desarrollar nuevos proyectos basados en las necesidades empresariales y del mercado. En la actualidad, la investigación aquí involucra biomedicina, embalaje, telecomunicaciones, generación de energía, aeroespacial, automóviles, computadoras y muchos otros campos, y algunos de estos proyectos tienen un gran potencial de desarrollo. Por ejemplo, una empresa establecida en el Departamento de Materiales se dedica actualmente a la investigación de comercialización de agentes luminiscentes de nanopartículas. Este agente luminiscente de nanopartículas se utiliza principalmente en sistemas de pantalla plana. Es más eficiente que los agentes luminiscentes tradicionales y tiene buenas perspectivas de aplicación.
Según una investigación, en 2010 la nanotecnología se convertirá en la segunda industria más grande del mundo después de la fabricación de obleas, con una cuota de mercado de decenas de miles de millones de libras. Con este fin, en julio de este año, el Departamento de Comercio e Industria británico incluyó la nanotecnología como un foco de desarrollo científico y tecnológico en el siglo XXI en su recién publicado libro blanco sobre ciencia, tecnología e innovación, acelerando el desarrollo de este campo. Como predicen los científicos: La nanotecnología, un campo emergente de alta tecnología, se convertirá en una nueva estrella tecnológica en el siglo XXI. ¿Cuáles son los usos del polvo de nanoaluminio?
El polvo de nanoaluminio es una sustancia química fina especial muy fina. utilizado en la industria aeroespacial, microelectrónica y otras industrias. En cuanto a la situación específica, será mejor que busque un fabricante que fabrique polvo de aluminio y pregunte. Por ejemplo, los conocidos fabricantes de nanooro como Henan Yuanyang y Shandong Silver Arrow se encuentran ampliamente. utilizado en la industria Usos en la vida diaria
Aplicado a la tecnología de inmunoensayo de partículas de sol homogéneas El inmunoensayo de partículas de sol homogéneas (SPIA) utiliza el principio de pérdida de color causada por la agregación de partículas de oro durante las reacciones inmunológicas. combinado con anticuerpos para establecer una prueba de microaglutinación para detectar el antígeno correspondiente. Al igual que la hemaglutinación indirecta, las partículas de aglutinación se pueden observar directamente a simple vista. Se ha utilizado con éxito en la detección de PCG y se utiliza directamente para análisis cuantitativos mediante un espectrofotómetro. l.3 Aplicación en citometría de flujo La aplicación de anticuerpos marcados con fluoresceína para contar y analizar antígenos de la superficie celular mediante citometría de flujo (Flow CytoMeter, FCM) es una de las tecnologías importantes en la investigación en inmunología. Pero debido a que los espectros de diferentes fluoróforos se superponen, es difícil distinguir entre diferentes etiquetas. Boehmer et al. descubrieron que las nanopartículas de oro pueden cambiar significativamente el ángulo de dispersión del láser rojo. Utilizaron anticuerpos Ig anti-ratón de oveja marcados con nanopartículas de oro para citometría de flujo para analizar los antígenos de superficie de diferentes tipos de células. -etiquetado Cuando las células tienen una longitud de onda de 632 nm, el ángulo de dispersión de 90 grados puede amplificarse más de 10 veces sin afectar la actividad celular. Además, está marcado con fluoresceína y no interfiere entre sí.
Por lo tanto, las nanopartículas de oro se pueden utilizar como un marcador eficaz para el análisis y la clasificación de células con cebadores múltiples para analizar varios marcadores de la superficie celular y el contenido de las células. 1.4 Aplicación en la tecnología de tinción con inmunooro y plata puntual La tinción con inmunooro y plata (Dot-IGS, IGSS) es un método que combina ELISA puntual con nanopartículas de inmunooro. El antígeno proteico se coloca directamente en la membrana de nitrocelulosa y, después de reaccionar con el anticuerpo específico, se agrega el segundo anticuerpo marcado con nanooro. Como resultado, las partículas de oro se agregan en el sitio de reacción antígeno-anticuerpo, formando puntos rojos visibles. a simple vista. Esto se llama tinción con inmunooro Dot (Dot-IGS). Esta reacción se puede mejorar con una solución de revelado de plata, concretamente Dot-IGS/IGSS. 1.5 Aplicación en la tecnología de inmunotransferencia La inmunotransferencia (IBT) también se denomina tecnología de inmunotransferencia. Su principio es que, según los diferentes pesos moleculares de los distintos antígenos, se mueven a diferentes velocidades durante la electroforesis, por lo que en la membrana de nitrocelulosa las posiciones que ocupan también son diferentes; cuando el suero que contiene anticuerpos específicos reacciona con esta película, la reacción antígeno-anticuerpo específico desarrollará color. En comparación con la tecnología de inmunotransferencia marcada con enzimas, la tecnología de inmunotransferencia con nanopartículas de oro es simple, rápida y muy sensible. Además, las nanopartículas de oro se utilizan para teñir los anticuerpos que no han reaccionado en la membrana de nitrocelulosa, evaluar la eficiencia de transferencia y corregir la curva de densidad óptica de la reacción antígeno-anticuerpo, de modo que se pueda realizar una inmunotransferencia cuantitativa. 1.6 Aplicación de la tecnología de ensayo de inmunofiltración por inmuno-oro por puntos El ensayo de filtración por inmuno-oro por puntos (DIGFA) es uno de los ensayos de inmunofiltración por puntos con oro (DIBA), que se desarrolló en 1982. Una nueva tecnología inmunológica desarrollada por Hawkes et al. sobre la tecnología Western Blot. El principio es exactamente el mismo que el método de tinción puntual con inmunooro, excepto que se coloca una almohadilla muy absorbente debajo de la membrana de nitrocelulosa, que es un dispositivo de percolación. Después de agregar el antígeno (anticuerpo), agregue rápidamente el anticuerpo (antígeno) y luego agregue el anticuerpo secundario marcado con oro. Debido al dispositivo de percolación, la reacción es muy rápida y la reacción de color se puede mostrar en unos minutos. En comparación con el ensayo de inmunofiltración puntual (DIFA), la diferencia es que no se agrega solución de sustrato y el color se desarrolla directamente mediante una sonda de oro coloidal roja. El resultado es brillante, el fondo es más claro y se puede almacenar a temperatura ambiente. Este método se ha aplicado con éxito al examen del virus de la inmunodeficiencia humana (HI) y a la detección de alfafetoproteína en suero humano. Actualmente se utilizan kits de HCG, kits de AFP y kits de detección de tumores del tracto digestivo. 1.7 Aplicación en tecnología de inmunocromatografía La inmunocromatografía (ensayo de inmunocromatografía con oro, GICA) consiste en fijar varios reactivos de reacción en forma de tiras en la misma tira de papel de prueba y agregar la muestra a analizar a un extremo de la tira de papel de prueba después de un reactivo. se disuelve, se filtra, migra y contacta con otro reactivo en la membrana a través de la acción capilar. El analito en la muestra es el mismo que el receptor (como el antígeno o antígeno) en el material de cromatografía para el analito) produce respuestas inmunes específicas. . Durante el proceso de cromatografía, los complejos inmunes quedan atrapados y agregados en un área determinada (banda de detección) del material de cromatografía, y se obtienen resultados intuitivos del desarrollo del color a través de marcadores de nanopartículas de oro visualmente detectables. La etiqueta libre cruza la banda de detección para lograr la separación automática de la etiqueta encuadernada. GICA presenta un único reactivo, operación de un solo paso, y todos los reactivos se pueden almacenar a temperatura ambiente durante mucho tiempo. Este nuevo método lleva las pruebas de inmunoensayo de nanopartículas de oro a una nueva etapa.
Todos fueron buscados en Internet. Estas son las respuestas de otras personas. ¿Cuáles son los usos y usos del fieltro aislante térmico nanomicroporoso?
El fieltro de nanoaislamiento térmico se utiliza generalmente para aislamiento de equipos y tuberías que requieren cierta flexión, como aislamiento de cucharas, aislamiento de tuberías, aislamiento de reactores, etc. El fieltro de aislamiento nanomicroporoso de buen rendimiento es el más adecuado. Los buenos materiales aislantes para altas temperaturas incluyen aquellos con forma de placa y con formas especiales. Este producto se usa ampliamente en hornos de calefacción, hornos de prueba, cajas negras, puertas cortafuegos de ascensores, placas calefactoras de hornos cerámicos eléctricos, barcos, maquinaria, fundiciones, metalurgia y otros. Dispositivo para industrias térmicas, y también se puede utilizar en dispositivos de refrigeración. El efecto refrescante es bastante obvio.
El propósito del nanocobre con ductilidad superplástica es
Una vez producido el material metálico, si se va a aplicar a la producción real, es necesario procesarlo en varias formas requeridas. El método de procesamiento habitual no es nada. más que tornear, cepillar, rectificar abrazaderas y forjar, fundir y soldar, pero algunas formas especiales son muy difíciles de procesar y es casi imposible procesarlas con métodos normales, o el costo es demasiado alto para aceptar la tecnología superplástica. Puede resolver este problema hasta cierto punto, para algunas formas especiales. Los productos metálicos con formas se pueden producir utilizando métodos superplásticos, pero eso no significa que todas las estructuras y formas se puedan procesar con materiales superplásticos. Esto requiere circunstancias y análisis específicos. >
Ductilidad superplástica Lo mismo ocurre con el nanocobre. Hay muchas cosas que se pueden hacer, pero la situación específica debe analizarse caso por caso. Por lo general, se usa para fabricar cosas con formas complejas que no se pueden procesar con métodos comunes.
¿Cuáles son los usos de los nanopaneles de aislamiento térmico?
Los buenos paneles de nanoaislamiento térmico que ahorran energía se utilizan ampliamente en hornos de calefacción, hornos de prueba, cajas negras, puertas cortafuegos de ascensores, placas calefactoras de hornos cerámicos eléctricos, barcos, maquinaria, fundiciones, metalurgia y otros equipos térmicos. También se puede utilizar en equipos de refrigeración. El efecto refrescante es bastante obvio. ¿Cuáles son los usos de los paneles de nanoaislamiento térmico BTU?
Los buenos paneles de nanoaislamiento térmico BTU que ahorran energía se utilizan ampliamente en hornos de calefacción, hornos de prueba, cajas negras, puertas cortafuego de ascensores, placas calefactoras de hornos cerámicos eléctricos, barcos, maquinaria, fundiciones, metalurgia y otros sistemas térmicos. Equipos y también se pueden utilizar en equipos de refrigeración. El efecto refrescante es bastante obvio. Los usos de los nanomateriales en diversas industrias
Los nanomateriales tienen una amplia gama de usos. Los principales usos son:
El uso de la nanotecnología en medicina puede hacer que el proceso de producción de medicamentos sea cada vez más sofisticado. Y utilizar directamente la disposición de átomos y moléculas a escala de nanomateriales para crear fármacos con funciones específicas. Las partículas de nanomateriales harán que la administración de medicamentos en el cuerpo humano sea más conveniente. Los medicamentos inteligentes envueltos con varias capas de nanopartículas pueden buscar y atacar activamente células cancerosas o reparar tejidos dañados después de ingresar al cuerpo humano. Los nuevos instrumentos de diagnóstico que utilizan nanotecnología sólo necesitan examinar una pequeña cantidad de sangre para diagnosticar diversas enfermedades basándose en las proteínas y el ADN que contiene.
Los plásticos multifuncionales nanomateriales fabricados con nanomateriales para electrodomésticos tienen funciones antibacterianas, desodorizantes, antisépticas, antienvejecimiento, anti-ultravioleta, etc. Pueden utilizarse como eliminadores antibacterianos en carcasas de aire acondicionado y escarcha eléctrica. . Plástico de buen gusto.
En la industria informática y electrónica se han puesto en producción lectores de tarjetas que pueden leer desde discos duros y chips de memoria a nivel de nanomateriales con una capacidad de almacenamiento miles de veces mayor que la de los chips actuales. Después del uso generalizado de nanomateriales, las computadoras pueden reducirse a "computadoras de mano".
Protección del medio ambiente Nanofilms con funciones únicas aparecerán en el campo de las ciencias medioambientales. La membrana detecta la contaminación causada por agentes químicos y biológicos y filtra estos agentes, eliminando la contaminación.
La industria textil ha añadido materiales en polvo compuestos de nano-SiO2, nano-ZnO y nano-SiO2 a las resinas de fibras sintéticas. Después de hilar y tejer, se pueden convertir en esterilizantes, a prueba de moho y desodorizantes. materiales y ropa interior y prendas de vestir anti-radiación UV, que pueden usarse para fabricar ropa interior y suministros antibacterianos, y pueden producir fibras funcionales resistentes a la radiación UV que cumplan con los requisitos de la industria de defensa nacional.
La industria mecánica utiliza tecnología de nanomateriales para tratar piezas mecánicas clave con un recubrimiento de nanopolvo en superficies metálicas, lo que puede mejorar la resistencia al desgaste, la dureza y la vida útil de los dispositivos mecánicos.
Para promover el proceso de industrialización de nanomateriales funcionales en mi país, el Centro de Comercio de Productos Básicos de China y el Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China establecieron conjuntamente Beijing Zhongshang Century Nano Technology Co., Ltd., que tendrá su sede en China El Grupo de Investigación de Materiales de Nano-Interfaz Funcional del Instituto de Química de la Academia de Ciencias, confía en la tecnología y está comprometido con la tecnología, el desarrollo y la promoción de materiales de nano-interfaz funcionales. ¿Cuáles son los usos del fieltro aislante térmico nano microporoso?
El material aislante nanomicroporoso de Goode que ahorra energía es el mejor material aislante para altas temperaturas, disponible en placas y formas especiales. Este producto se usa ampliamente en hornos de calentamiento, hornos de prueba, cajas negras y ascensores. En equipos de refrigeración también se pueden utilizar puertas cortafuegos, placas calefactoras de hornos cerámicos eléctricos, equipos térmicos como barcos, maquinaria, fundición, metalurgia, etc. El efecto refrescante es bastante obvio.
¿Cuáles son los usos de los nanómetros?
¿Qué son los nanómetros? Nano es una unidad de medida de tamaño o tamaño, una milmillonésima de metro (kilómetro → metro → centímetro → milímetro → micrón → nanómetro), 4 veces el tamaño de un átomo y una diezmilésima del grosor de un cabello humano.