Les mythes et les réalités d'avenirs de nano

Jamais depuis John Dalton a convaincu le monde de l'existence d'atomes dans 1803, les scientifiques ont voulu faire des choses avec eux.

La nanotechnologie prend cette capacité sur à un nouvel avion et ouvre tous genres de futuriste s'imagine.

Essentiellement, nanotech est la manipulation à l'échelle moléculaire - les distances qui peuvent couvrir juste quelques millionièmes d'un millimètre.

Mais son potentiel est ne peut pas miniaturiser à peu près des choses. En effet, les scientifiques et les ingénieurs reconnaissent qu'il y a des limites fondamentales à la miniaturisation pure.

Le fonctionnement à une échelle un million de temps plus petit qu'une tête d'épingle permet de l'aux chercheurs pour « accorder » des propriétés matérielles, les faisant se comporte dans les façons différentes à aux solides normaux et à grande échelle.

Ce comportement peut être exploité dans tout à fait les façons de sol-cassant.

Les geckos le font

La nature a fait la nanotechnologie pour un temps long, et il est devenu l'expert dans lui. Considérer les super-beaux cheveux sur un pieds du gecko qui il permettent enfoncer aux murs et pendent même à l'envers sur une feuille de verre.

L'érudition de la nature, la nanotechnologie promet des façons d'humains de faire de systèmes qui sont plus petit, plus léger, plus fort, plus efficace, mais plus bon marché produire.

« La nanotechnologie n'est pas une technologie dans sa propre droite, » a expliqué Professeur Marque Welland, la tête de l'Université de Laboratoire de Science de Nanoscale de Cambridge.

« C'est une technologie rendree capable, donc il apparaîtra dans beaucoup de produits différents.

« Il apparaît déjà dans la mémoire d'éclat, l'ordinateur écaille, et il sera de plus en plus une technologie rendree capable dans les autres produits comme les revêtements, les nouveaux types de détecteurs, surtout dans le secteur médical ».

Il est compté transformer l'exécution de matériels, comme les polymères, l'électronique, les peintures, les piles, les détecteurs, alimentent des cellules, les cellules solaires, les revêtements, les ordinateurs et affiche des systèmes.

Dans cinq temps des années, les piles qui durent seulement trois jours seront Professeur Welland risibles et dites. De même, dans 10 temps des années, la façon essai médical est fait maintenant sera considéré brut.

Pour dire que dans cinq ans, un iPod aura 10 fois sa capacité de stockage actuelle sera conservatrice, il a dit.

Dans le l'avenir pas-si lointain, un terabit de données - l'équivalent à 10 heures de belle qualité vidéo sans compression - sera emmagasiné sur un secteur la taille d'un timbre-poste.

Clairement, les appareils se ne seront pas nano-calibré. Mais la nanotechnologie jouera sa partie dans rétrécir de composants, et faisant les travaille ensemble beaucoup plus efficacement.

Bien que les nano-appareils peuvent être construits l'atome par l'atome, ce n'est pas réaliste comme une option industrielle parce que c'est lent et cher, pense Professeur John Ryan, la tête du Centre de Bionanotechnology à l'Université d'Oxford.

« Un des défis scientifiques majeurs sont dans les années à venir de comprendre que les principes biologiques fondamentaux et applique les produire de nouveaux types de nanotechnologie, » il a dit.

« A armé avec ceux-ci conçoit des règles il peut être alors possible de faire de nouveaux types de matériels d'utilisation de nano-appareil qui sont plus robuste que les bio-matériels.

L'avenir craint

Les partisans disent que les idées fausses et la malreprésentation de potentiel de la nanotechnologie a alimenté beaucoup de scénarios. Quelques-uns effraient, les autres sont impossibles.

La Société Royale et l'Académie Royale d'Ingénierie ont regardé le courant et les développements futurs dans la nanotechnologie et a fait un rapport sur s'il exigera de nouveaux contrôles.

Il est espéré que le rapport fonde quelques scénarios peu réalistes, pendant que reconnaissant que les inquiétudes réelles ont besoin d'être adressé avec le règlement.

« L'une idée fabuleuse qui a traqué la nanotechnologie est le copiant automatiquement la machine, le ‹ la matière poisseuse grise ›, le scénario, » a dit Professeur Welland.

« Cela est simplement aussi loin de. Je pense que quiconque me soucie de copiant automatiquement des machines ne devraient pas regarder la nanotechnologie pour cela.

« La complexité de concevoir une moléculaire machine est assez mauvaise, mais si vous essayez d'imprégner qu'avec la soi-réplication, vous ne pourriez pas mettre même un orteil dans l'eau pour le concevoir ».

QUELQUE NANO A COURT TERME UTILISE

Nanotubes de carbone (la courtoisie d'Image d'Institut de Nanotechnologie)

Les outils et les détecteurs diagnostiques médicaux

La collection solaire d'énergie (photovoltaics)

Diriger de la production d'hydrogène

Les technologies flexibles d'exposition et l'e-papier

Les composites contenant nanotubes

Les colles, les peintures et les lubrifiants

Les nouvelles bombes de mémoire d'ordinateur

Les circuits électroniques imprimables

Les divers composants optiques

Source : Inst de Nanotechnologie

Le scénario voit que les essaims de copiant automatiquement des robots, plus petits que les virus, multipliant incontrôlablement et dévorer la Terre.

Eric Drexler, qui beaucoup considèrent être un « le père de nanotechnologie », s'est distancié de l'idée, disant que tel copiant automatiquement nanomachines est peu probable d'être répandu.

De même, les craintes par-dessus « la matière poisseuse verte », l'inquiétude qui copiant automatiquement, nano-calibré les particules biologiques transféreront à des corps humains et des choses imprévisibles, est l'alarmisme, pense Professeur Welland.

Professeur Ryan consent : « Ces scénarios de science-fiction ont détourné non seulement l'attention loin des avantages réels de nanotechnologie, mais aussi des problèmes qui s'élèvent l'inquiétude ».

Nanoparticles inhalé a trouvé dans le courant sanguin qui a dispersé à travers le cerveau est une inquiétude, il dit. Si ceci pose un risque de santé n'est pas su.

« Si vous regardez environ actuellement dans une grande ville, une proportion significative de matériel que vous aspirez est déjà particulates - et une proportion de qu'est nano-calibré, comme les émissions diesel, » a dit Professeur Welland.

La gamme d'impacts

Les Nano-matériels exploitent les propriétés insolites, électriques, optiques et autres à cause de la façon très précise dans laquelle leurs atomes sont arrangés.

Ceci signifie que les tissus pourraient changer la couleur électroniquement. Exposer un uniforme d'armée à la lumière extrême-violet pourrait activer des changements sans se déshabille.

Mais c'est dans la médecine que cette nanotechnologie offre les avances les plus remarquables, selon Professeur Ryan.

« Nanomedicine fournira le diagnostic et le traitement précédent et meilleur combineront la livraison de drogue précédente et plus précisément ciblé, » il a dit. La possibilité de thérapie individualisée est aussi à l'horizon.

La nanotechnologie sous forme de films flexibles contenant des électrodes miniaturisé est comptée améliorer l'exécution de rétinien, cochléaire et neuronal implante.

Et il pourrait mener à la miniaturisation de diagnostic médicaux et à sentirs les outils, Professeur Ryan dit, qui pourrait conduire en bas des coûts de telles trousses pour les pays en voie de développement.

Sous ce rapport, la nanotechnologie pourrait rendre capable les nations de développement pour devancer de plus vieilles technologies, dans la façon ce fil de cuivre et la fibre optique téléphone ont été supplantés par les téléphones mobiles.

Le matériel change

Les géants industriels aiment que GE est lourdement impliqué dans la nanotechnologie en voie de développement.

« Nous pensons que les plus grandes percées dans la nanotechnologie seront dans les nouveaux matériels qui sont développé, » a dit Troie Kirkpatrick à GE la Recherche Globale.

Ceux-ci incluent des revêtements corrosion-résistants pour faire des turbines hydro-électrique plus efficace dans les eaux de lourdement-envasé, et les filtres d'eau de nano-membrane pour faire pour le filtrage plus rapide.

QUELQUE NANO le plus A LONG TERME UTILISE

Les données miniaturisé systèmes de stockage avec les capacités comparables aux stocks des bibliothèques entiers

LES PC avec le pouvoir de centres d'ordinateur d'aujourd'hui

Les fragments qui contiennent des films avec plus de 1.000 heures de jouer de temps

Les remplacements pour les tissus et les organes humains

L'hydrogène bon marché possibilités de stockage pour une économie d'énergie régénératrice

Les fenêtres en plastique légères avec les couches protectives, transparentes et dures

Source : Inst de Nanotechnologie

GE étudie aussi les propriétés de nano-céramique, qui peut offrir la force extrême, pendant que toujours être léger.

A cause de la structure moléculaire de tels matériels, tels revêtements nano-en céramique sur l'avion pourraient les faire 10% plus efficace, donc moins d'énergie est utilisé, produisant de moins émissions.

GE la Recherche Globale compte aussi sur l'industrie d'électronique.

« Si vous regardez les sociétés productrices de puces du monde, le défi qu'ils ont est de ne pas chiffrer comment faire les plus rapide.

« Le problème est ils courent si rapide, les fragments produisent trop de chaleur et fondent. Ils ont besoin des meilleurs matériels pour la direction de chaleur, » a dit M. Kirkpatrick.

Les matériels d'utilisation qui exploitent des propriétés de nanoparticles, GE ont développé les adhésifs de fragment qui peuvent transférer la chaleur du système de processeur plus efficacement.

« C'est un début, et c'est pour montrer à la nanotechnologie trouve sa façon dans la production et change la façon nous font la science, » a dit M. Kirkpatrick.

Les incertitudes et s'inquiète

Quoi que la nanotechnologie fait pour l'avenir, ce sera un procédé évolutionniste.

Une certitude est que reste là-bas une pléthore d'incertitudes dans le champ émergent de nanotechnologie.

« Sentir médical est très attrayant à tout le monde, mais il pourrait y avoir un inconvénient, » a expliqué Professeur Welland.

« Si les détecteurs médicaux deviennent ubiquistes, notre état physique pourrait être contrôlé 24 heures par jour, et si quelqu'un a hacké dans que les données, il pourrait y avoir des inquiétudes ».

Lequel est en effet pourquoi le règlement a être adressé, mais ne doit pas étouffer le potentiel de la nanotechnologie.

« Une des choses importantes pour moi sont qu'il signifie finalement que l'usage le plus efficace de matériels et les procédés, qui il signifie n'a pas à profiter juste le G8 nations, » est disputé Professeur Welland.

« Ces genres de matériels, s'ils peuvent faire leur travail utilisant moins d'énergie, doit être disponible à tout le monde ».

QUELQUES USAGES POTENTIELS DE NANOTECHNOLOGIES

La nanotechnologie dans nos vies

1 - La Lumière Organique Emettant des Diodes (OLEDs) pour les expositions
2 - le film de Photovoltaic qui
convertit allume dans l'électricité
3 - l'Egratignure-Preuve fenêtres revêtues qui se nettoient avec les
ULTRAVIOLETS
4 - les Tissus ont revêtu pour résister de la température de taches et contrôle
5 - les mesures
de vêtement Intelligentes battent et la respiration
6 - Bucky-tubeframe est léger mais très fort
7 – Hipjoint a fait des matériels de biocompatible
8 - la peinture de Nano-Particule pour empêcher la corrosion
9 – le verre Thermo-Chromique pour régler allumer
10 - les couches Magnétiques pour la mémoire de données compacte
11- les cellules de carburant de nanotube de Carbone pour alimenter l'électronique et les véhicules
12 -Nano-Organisé cochléaire implante

Cet article a été écrit par...

Jo Torsion
Les Nouvelles de BBC science en ligne et le personnel de technologie
La page de Ref - http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/3920685.stm