¿Qué es nano? nanouso
La nanotecnología es un tema candente en todo el mundo, afirmó Warren. La llamada nanotecnología se refiere a la ciencia y tecnología de utilizar 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. En la actualidad, el Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford ha investigado más de 40 proyectos de nanotecnología, los principales incluyen películas ultrafinas, nanotubos de carbono, nanocerámicas, nanocristales metálicos, líneas de puntos cuánticos, etc.
El espesor de las películas ultrafinas suele ser de sólo 1 nm-5 nm, o incluso 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 nanométrica depositada sobre un semiconductor se puede utilizar para fabricar células solares, lo cual es de gran importancia para el desarrollo de nuevas fuentes de energía limpia; depositar varias capas de películas delgadas sobre diferentes materiales puede formar una película delgada multicapa; con propiedades magnéticas especiales, ideal para fabricar discos de alta densidad. Los nanotubos de carbono son microtubos con un diámetro de sólo unos pocos nanómetros, procesados a partir de moléculas de carbono 60 y son uno de los puntos calientes en la investigación de nanomateriales. Los nanotubos de carbono tienen propiedades mecánicas, electrónicas y químicas especiales en comparación con otros materiales, lo que permite convertirlos en fibras de alta resistencia con propiedades conductoras, semiconductoras o aislantes. Tienen amplias perspectivas de aplicación en sensores, baterías de iones de litio, visualizadores de emisiones de campo, materiales compuestos reforzados y otros campos y, por lo tanto, han atraído 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 prensados por nanopartículas tienen buena tenacidad y algunos pueden doblarse mucho sin romperse, lo que demuestra la flexibilidad y procesabilidad de los metales.
La nanotecnología tiene amplias perspectivas de aplicación en la ciencia, la tecnología y la industria modernas. Por ejemplo, en el campo de la tecnología de la información, se espera que en unos 10 años las tecnologías de procesamiento y almacenamiento de datos actualmente ampliamente utilizadas alcancen su límite máximo. Para lograr capacidades de procesamiento de información más poderosas, se están desarrollando computadoras de ADN y computadoras cuánticas, las cuales requieren la capacidad tecnológica para 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 monitorear el proceso de transporte de objetos de valor a través de sistemas de posicionamiento global; se pueden fabricar neumáticos inteligentes instalando microsensores en los neumáticos de los automóviles, que indicarán a los conductores cuándo deben hacerlo; ser reemplazado o inflado. También hay algunos sensores en miniatura que pueden soportar ambientes hostiles y pueden colocarse 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 deteriorado. Por ejemplo, se puede instalar en la tapa de una botella 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 pueden utilizarse para tratamientos directos si es necesario; los "laboratorios en un chip" fabricados con nanotecnología pueden detectar sangre y virus, y se pueden obtener los resultados; En pocos minutos, los científicos también podrán desarrollar un nuevo sistema de administración de fármacos utilizando nanomateriales. Este sistema de administración de fármacos consta de una nanoesfera que contiene el fármaco. Las nanoesferas tienen una capa protectora en el exterior que les permite circular en el torrente sanguíneo y no ser atacadas por el sistema inmunológico del cuerpo. Si tiene la capacidad de identificar 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, el monitoreo ambiental, los dispositivos ópticos y los sistemas de visualización de pantalla plana, desempeñando 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. Debido a que la estructura de los nanomateriales es muy pequeña y no puede verse a simple vista bajo luz natural, se requiere un microscopio para observarlos y operarlos. Cuando entré al laboratorio, lo primero que vi fue un instrumento llamado "Nano Knife". Durante el recorrido, los investigadores lo utilizaron para cortar agujeros cuadrados submicrónicos en la superficie del material de dispositivos electrónicos para analizar la composición del material del dispositivo. En otro laboratorio, entre varios microscopios electrónicos de transmisión, un investigador los utiliza para estudiar la estructura interna de una película magnética. A continuación, visitamos el microscopio de iones de campo Atom Probe. Con este instrumento podemos analizar la estructura de la materia moviendo átomos para formar una imagen tridimensional. En otro laboratorio, los investigadores están utilizando microscopios de sonda de barrido para observar y manipular átomos individuales sobre una superficie plana 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 sólida capacidad de fabricación de instrumentos. Muchos de los instrumentos aquí son desarrollados por nosotros mismos y algunos están al nivel líder mundial.
En los últimos años, para lograr la industrialización de la nanotecnología, la Universidad de Oxford ha concedido gran importancia a la transformación de los resultados de la investigación científica al tiempo que fortalece la investigación básica. En junio de este año, establecieron un nuevo parque científico centrado en la ciencia de los materiales. En el Parque Científico, los investigadores trabajan en estrecha colaboración con la comunidad empresarial.
Por un lado, desarrollan los resultados de la investigación científica de las universidades y, por otro, desarrollan nuevos proyectos basados en las necesidades de las empresas y el mercado. Actualmente, la investigación aquí abarca biomedicina, embalaje, telecomunicaciones, generación de energía, aeroespacial, automóviles, computadoras y muchos otros campos, algunos de los cuales tienen un enorme potencial de desarrollo. Por ejemplo, una empresa creada por el Departamento de Materiales se dedica actualmente a la investigación comercial sobre 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 las investigaciones, en 2010 la nanotecnología se convertirá en la segunda industria más grande del mundo después de la fabricación de chips, 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 el recién publicado "Libro Blanco sobre Ciencia, Tecnología e Innovación" para acelerar el desarrollo de esta 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 un químico fino especial muy fino que se utiliza principalmente en la industria aeroespacial, microelectrónica y otras industrias. Para obtener más detalles, será mejor que pregunte a los fabricantes de polvo de aluminio, como Henan Yuanyang y Shandong Yinjian.
La aplicación de nanopartículas de oro en la vida diaria se aplica a la tecnología de inmunoensayo de partículas de sol homogéneas. El inmunoensayo de partículas de sol (SPIA) se basa en el principio de que el color de las partículas de oro disminuye debido a la aglutinación durante la reacción inmune. Nano-gold se combina con anticuerpos para establecer una prueba de microaglutinación para detectar el antígeno correspondiente. Al igual que la aglutinación indirecta, las partículas aglutinadas se pueden observar directamente a simple vista. Se ha aplicado con éxito a la detección de PCG y al análisis cuantitativo directamente mediante un espectrofotómetro. L.3 se aplica a la citometría de flujo. El recuento y análisis de antígenos de la superficie celular mediante citometría de flujo es una de las técnicas importantes en la investigación inmunológica. Sin embargo, dado que los espectros de diferentes fluoróforos se superponen entre sí, es difícil distinguir entre diferentes etiquetas. Boehmer et al. descubrieron que las nanopartículas de oro pueden cambiar significativamente el ángulo de dispersión de la luz láser roja. Se aplicaron anticuerpos Ig de cabra anti-ratón marcados con nanooro a la citometría de flujo para analizar los antígenos de superficie de diferentes tipos de células. Resultados: A una longitud de onda de 632 nm, el ángulo de dispersión de 90 grados de las células nanoetiquetadas con oro se puede amplificar más de 10 veces sin afectar la actividad celular. Y * * * no interfiere entre sí con la fluoresceína. Por lo tanto, las nanopartículas de oro se pueden utilizar como marcadores eficaces para el análisis y la clasificación de células de índices múltiples para analizar varios marcadores de la superficie celular y el contenido de las células. 1.4 debe utilizarse para la tinción puntual con inmunooro y plata. Spot IGS es un método que combina ELISA puntual con nanooro inmune. El antígeno proteico se coloca directamente en la membrana de nitrocelulosa y, después de reaccionar con el anticuerpo específico, se añade gota a gota el anticuerpo secundario marcado con oro de Ghana. Como resultado, las partículas de oro se agregan en el sitio de reacción del antígeno y el anticuerpo, formando manchas rojas visibles a simple vista, llamadas IGS moteadas. Esta reacción puede mejorarse con reveladores plateados, es decir, dot IGS/IGSS. 1.5 La inmunotransferencia (IBT), también conocida como tecnología de extensión inmune, se basa en el principio de que diferentes antígenos tienen diferentes pesos moleculares y viajan a diferentes velocidades durante la electroforesis, por lo que ocupan diferentes posiciones en la membrana de nitrocelulosa a la que se les agrega suero que contiene anticuerpos específicos; esta reacción de membrana, la reacción antígeno-anticuerpo específica desarrollará color. Sin embargo, en comparación con el método de inmunotransferencia marcada con enzimas, el método de inmunotransferencia con nanopartículas de oro es simple, rápido y muy sensible. Además, se utilizaron nanopartículas de oro para teñir anticuerpos que no reaccionaron en la membrana de nitrocelulosa para evaluar la eficiencia de transferencia de la membrana y corregir la curva de densidad óptica de la reacción antígeno-anticuerpo, de modo que se pudiera realizar una inmunotransferencia cuantitativa. 1.6 La aplicación en el análisis de inmunofiltración puntual (DIGFA) es un tipo de ensayo de inmunofiltración puntual (DIBA). Es una nueva tecnología inmunológica desarrollada por Hawkes et al. Su principio es exactamente el mismo que el de la tinción puntual con inmunooro, excepto que hay una almohadilla muy absorbente debajo de la membrana de nitrocelulosa, que es el infiltrado. Después de agregar el antígeno (anticuerpo), agregue rápidamente el anticuerpo (antígeno) y luego agregue un segundo anticuerpo marcado con oro. Gracias al dispositivo de percolación, la velocidad de reacción es rápida y la reacción del color se puede mostrar en unos pocos minutos. En comparación con el ensayo de inmunofiltración puntual (DIFA), la diferencia es que no se agrega solución de sustrato y el color se revela directamente con una sonda de oro coloidal roja. El resultado es más brillante, el fondo es más claro y se puede almacenar a temperatura ambiente. . Este método se ha aplicado con éxito a la detección 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 La inmunocromatografía con oro coloidal (GICA) se aplica a la tecnología de inmunocromatografía fijando varios reactivos de reacción en tiras en la misma tira de papel de prueba. La muestra a analizar se agrega a un extremo de la tira de papel de prueba. Después de disolver un reactivo, se agrega. La acción capilar se filtra a través de la tira reactiva y entra en contacto con la migración de otro reactivo en la membrana. El analito en la muestra tiene el mismo receptor (como un antígeno o anticuerpo) en el material cromatográfico. Durante el proceso de cromatografía, los complejos inmunes se capturan y agregan en un área determinada (área de detección) del material de cromatografía, y se obtienen resultados intuitivos del desarrollo del color a través de nanoetiquetas visuales de oro. La etiqueta libre pasa por la zona de detección para lograr la separación automática de la etiqueta encuadernada. GICA se caracteriza por un único reactivo y una operación de un solo paso, y todos los reactivos se pueden almacenar a temperatura ambiente durante mucho tiempo. Este nuevo método lleva la inmunodetección de nanopartículas de oro a una etapa completamente nueva.
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¿Cuáles son los usos y usos del fieltro aislante térmico nanomicroporoso? El fieltro de nanoaislamiento térmico se utiliza generalmente para el aislamiento de equipos y tuberías que requieren ciertas curvaturas, como aislamiento de cucharas, aislamiento de tuberías, aislamiento de reactores, etc. El fieltro aislante nanomicroporoso que ahorra energía es el mejor material aislante para altas temperaturas y se presenta en placas y formas especiales. Este producto se usa ampliamente, incluidos hornos de calefacción, hornos de prueba, cajas negras, puertas cortafuegos de ascensores, placas calefactoras de hornos eléctricos de porcelana, barcos, maquinaria, fundición, metalurgia y otros equipos térmicos, y también se puede utilizar en equipos de refrigeración. El efecto de la refrigeración es bastante obvio.
Después de producir el material metálico se utiliza nanocobre con ductilidad superplástica. Si se va a aplicar a la producción real, es necesario procesarlo en varias formas. Los métodos de procesamiento habituales no son más que torneado, fresado, cepillado, tenazas abrasivas y forjado, fundición y soldadura. Sin embargo, algunas formas especiales son muy difíciles de procesar y casi imposibles de procesar con métodos normales, o el costo es inaceptable. La tecnología de superplasticidad puede resolver este problema hasta cierto punto. Algunos productos metálicos con formas especiales se pueden producir mediante métodos superplásticos, pero también.
Lo mismo ocurre con el nanocobre de dureza superplástica. Hay muchas cosas que se pueden hacer, pero la situación específica debe analizarse en detalle. Por lo general, se utiliza para fabricar cosas con formas complejas que no se pueden procesar con métodos habituales.
¿Cuáles son los usos de los paneles nanoaislantes? Los buenos paneles de nanoaislamiento que ahorran energía se utilizan ampliamente, incluidos hornos de calefacción, hornos experimentales, cajas negras, puertas cortafuegos de ascensores, placas calefactoras de hornos eléctricos de porcelana, barcos, maquinaria, fundición, metalurgia y otros equipos térmicos, y también se pueden utilizar en equipos de refrigeración. El efecto de la refrigeración es bastante obvio.
¿Cuáles son los usos de las placas de nanoaislamiento BTU? Los paneles de nanoaislamiento BTU de ahorro de energía de Goode se utilizan ampliamente, incluidos hornos de calefacción, hornos experimentales, cajas negras, puertas contra incendios de ascensores, placas calefactoras de hornos eléctricos de porcelana, barcos, maquinaria, fundición, metalurgia y otros equipos térmicos, y también se pueden utilizar en equipos de refrigeración. El efecto de la refrigeración es bastante evidente.
Aplicaciones de los nanomateriales en diversas industrias Los nanomateriales tienen una amplia gama de aplicaciones, entre las que se incluyen:
La aplicación de la nanotecnología en medicina puede hacer que el proceso de producción de fármacos sea cada vez más sofisticado. la disposición de átomos y moléculas para crear fármacos con funciones específicas a escala de nanomateriales. Las partículas de nanomateriales harán que el transporte de medicamentos en el cuerpo humano sea más conveniente. Los medicamentos inteligentes envueltos en 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 pueden diagnosticar diversas enfermedades a partir de proteínas y ADN en pequeñas cantidades de sangre.
Los plásticos multifuncionales hechos de nanomateriales para electrodomésticos tienen efectos antibacterianos, desodorizantes, antisépticos, antienvejecimiento, anti-ultravioleta y otros. Pueden usarse como plásticos antibacterianos y desodorizantes en heladas eléctricas y carcasas de aire acondicionado. .
Las industrias informática y electrónica pueden leer tarjetas de discos duros, y ya se están produciendo chips de memoria de nanomateriales con una capacidad de almacenamiento miles de veces mayor que la de los chips actuales. Tras el uso generalizado de nanomateriales, las computadoras pueden simplificarse y convertirse en "computadoras de mano".
Las nanopelículas con funciones únicas aparecerán en los campos de la protección ambiental y las ciencias ambientales. Esta membrana puede detectar la contaminación causada por agentes químicos y biológicos y filtrar estos agentes para eliminar la contaminación.
En la industria textil, a las resinas de fibras sintéticas se añaden materiales compuestos en polvo de nanosílice, óxido de nanozinc y nanosílice. Después del hilado, se puede convertir en ropa interior y ropa esterilizante, a prueba de moho, a prueba de olores y resistente a la radiación ultravioleta. También se puede utilizar para fabricar ropa interior y suministros antibacterianos. resistente a la radiación ultravioleta para cumplir con los requisitos de la industria de defensa nacional.
La tecnología de nanomateriales se utiliza en la industria de la maquinaria. El recubrimiento de nanopolvos en las superficies metálicas de piezas mecánicas clave puede mejorar la resistencia al desgaste, la dureza y la vida útil de los equipos mecánicos.
Con el fin de promover el proceso de industrialización de nanomateriales funcionales en mi país, la Bolsa de Productos Básicos de China y el Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China establecieron conjuntamente Beijing Shangzhijie Nanotechnology Co., Ltd. La empresa confiará en el Grupo de Investigación de Materiales de Nanointerfaz Funcional del Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China, dedicado a la tecnología, desarrollo y promoción de materiales de nanointerfaz funcional.
¿Cuáles son los usos del fieltro aislante térmico nanomicroporoso? Un buen material aislante nanomicroporoso que ahorra energía es el mejor material aislante para altas temperaturas, que se presenta en forma de placas y formas especiales. Este producto se usa ampliamente, incluidos hornos de calefacción, hornos de prueba, cajas negras, puertas cortafuegos de ascensores, placas calefactoras de hornos eléctricos de porcelana, barcos, maquinaria, fundición, metalurgia y otros equipos térmicos, y también se puede utilizar en equipos de refrigeración. El efecto de la refrigeración es bastante evidente.
¿Para qué sirve el nano? ¿Qué es Nano? Nano es una unidad de medida de tamaño o dimensión, una milmillonésima parte de un metro (kilómetro → metro → centímetro → milímetro → micrón → nanómetro), cuatro veces el tamaño de un átomo y una décima parte del grosor de un cabello humano.