वैद्यकशास्त्रातील नॅनो तंत्रज्ञान हेच ​​आपले भविष्य! भविष्यातील औषध: त्वचेद्वारे औषध वितरणासाठी नॅनोकणांचा वापर वैद्यकीय निदानामध्ये नॅनोस्ट्रक्चर्ड सामग्री.

विज्ञान एका जागी उभे राहत नाही.

तंत्रज्ञान जलद गतीने प्रगती करत आहे आणि तुम्हाला उपकरणे आणि अॅप्लिकेशन्स तयार करण्यास अनुमती देते जे औषधाच्या विविध क्षेत्रांमध्ये अंतहीन शक्यता उघडतात.

परिणामी, एखादी व्यक्ती त्याच्या शरीरात केवळ सेल्युलर, आण्विकच नव्हे तर अणू स्तरावर - नॅनोलेव्हलवर काय घडत आहे हे समजून घेण्याच्या जवळ येत आहे.

औषधातील नॅनोटेक्नॉलॉजीचे 25 उपयोग येथे आहेत.

1. नॅनोबॉट्सभविष्यातील नॅनोमशिन्सची पिढी आहे. ते वातावरण जाणण्यास आणि त्यातील बदलांशी जुळवून घेण्यास सक्षम असतील, जटिल गणना करू शकतील, संप्रेषण करू शकतील, हलवू शकतील, आण्विकरित्या एकत्र करू शकतील, दुरुस्ती करू शकतील किंवा पुनरुत्पादन देखील करू शकतील. या उपकरणांमध्ये वैद्यकीय अनुप्रयोगांसाठी मोठी क्षमता आहे.
2. नॅनो कॉम्प्युटर. त्यांच्या मदतीने नॅनोबॉट्स नियंत्रित केले जातात. नॅनो कॉम्प्युटर तयार करण्याचे प्रयत्न, तसेच क्वांटम कॉम्प्युटिंगच्या दिशेने वाटचाल, औषधासाठी नवीन शक्यता उघडतात.
3. पेशींचे पुनरुत्पादन. शरीराच्या पेशींना होणारी हानी बहुतेक वेळा पेशींच्या आश्चर्यकारकपणे लहान आकारामुळे दुरुस्त करणे फार कठीण असते. मात्र, नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या मदतीने हे टाळण्याची संधी आहे. नॅनोबॉट्स किंवा इतर उपकरणांचा वापर पेशींच्या पुनरुत्पादनासाठी आवश्यक असलेल्या वैयक्तिक स्तरावर रेणू आणि अणू हाताळण्यासाठी केला जाऊ शकतो.
4. वृद्धत्व. वृद्धत्वाची काही चिन्हे दूर करण्यासाठी नॅनो उपकरणांचा वापर केला जाऊ शकतो. उदाहरणार्थ, लेसर तंत्रज्ञान आधीच वयाच्या रेषा, डाग आणि सुरकुत्या कमी करू शकते. भविष्यात, शक्तिशाली नॅनो तंत्रज्ञानाच्या मदतीने, ही चिन्हे पूर्णपणे काढून टाकण्याची योजना आहे.
5. कर्करोग उपचार. आजपर्यंत, कॅन्सरच्या उपचारात नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापरावरील कामात पहिली यशस्वी पावले आधीच उचलली गेली आहेत. ही प्रक्रिया पार पाडली जाते कारण काही नॅनो उपकरणांची लहान विशेष कार्ये कर्करोगाच्या पेशींना अधिक अचूकपणे लक्ष्यित केली जाऊ शकतात. या प्रकरणात, कर्करोगाच्या पेशींचा नाश होतो आणि आसपासच्या निरोगी पेशींना कोणतेही नुकसान होत नाही.
6. हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधी प्रणालीचे रोग. नॅनोरोबॉट्स हृदयाशी संबंधित अनेक कार्ये करू शकतात अशी शक्यता आहे. खराब झालेल्या हृदयाच्या ऊतींचे पुनरुत्पादन ही एकच शक्यता आहे. नॅनोटेक्नॉलॉजीचा आणखी एक वापर म्हणजे एथेरोस्क्लेरोटिक प्लेक आणि इतर समस्यांच्या धमन्या साफ करण्यासाठी नॅनो उपकरणे वापरणे.
7. डिव्हाइस रोपण. सध्या औषधात वापरल्या जाणार्‍या उपकरणांचे रोपण करण्याऐवजी, शरीरात आवश्यक संरचना तयार करण्यासाठी नॅनोबॉट्स पाठवले जाऊ शकतात.
8. एक आभासी वास्तव. नॅनोबॉट इंजेक्शन्सचा वापर केल्याबद्दल धन्यवाद, डॉक्टरांना मानवी शरीराचा अभ्यास करणे सोपे आहे. आभासी वास्तव निर्माण केल्याने वैद्यकीय व्यावसायिकांना काही ऑपरेशन्स अधिक "वास्तविक" बनविण्यात मदत होऊ शकते.
9. औषधांची डिलिव्हरी. स्वयंचलित औषध वितरण प्रणाली शरीर प्रणालींमध्ये अधिक सुसंगतता वाढवते. त्याच वेळी, ज्या सिस्टमची आवश्यकता आहे त्यांना औषधे दिली जातात. काही औषधे योग्य वेळी आणि मानवी चुकांशिवाय सोडली जातात याची खात्री करण्यासाठी डिलिव्हरी सिस्टम नॅनोटेक्नॉलॉजी वापरून प्रोग्राम केले जाऊ शकतात.
10. . नॅनोटेक्नॉलॉजी नॅनोरोबॉट्सना शरीरात प्रवेश करण्यास आणि जीनोममध्ये बदल करण्यास अनुमती देते. याबद्दल धन्यवाद, जीनोम दुरुस्त करणे शक्य आहे आणि परिणामी, विविध जीन रोग बरे करणे शक्य आहे.
11. नॅनोटवीझर. ही उपकरणे नॅनोस्ट्रक्चर्स ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहेत. ते शरीरात नॅनोडिव्हाइस हलविण्यासाठी किंवा स्थापनेपूर्वी ठेवण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात. नॅनोट्वीझर सहसा नॅनोट्यूब वापरून तयार केले जातात.
12. स्टेम पेशी. नॅनोटेक्नॉलॉजी प्रत्यक्षात प्रौढ स्टेम पेशींना आवश्यक असलेल्या सेल प्रकारात वाढण्यास मदत करू शकते. माऊस अभ्यास दर्शवतात की नॅनोट्यूब प्रौढ स्टेम पेशींना कार्यरत न्यूरॉन्समध्ये विकसित करण्यास परवानगी देतात.
13. हाडांचे पुनरुत्पादन. नॅनोटेक्नॉलॉजीचा वापर करून, हाडांच्या पुनरुत्पादनाला गती देणे शक्य आहे. नॅनो पार्टिकल्समध्ये भिन्न रासायनिक रचना असतात ज्या हाडे एकत्र ठेवण्यास मदत करतात आणि पाठीच्या कण्याला दुखापत होण्याच्या काही प्रकरणांमध्ये देखील मदत करू शकतात.
14. व्हिज्युअलायझेशन. नॅनोटेक्नॉलॉजी वैद्यकीय इमेजिंगच्या क्षेत्रात वापरण्यासाठी खूप आशादायक आहेत, ज्यामुळे तुम्हाला त्वरीत अचूक, विशिष्ट प्रतिमा मिळू शकते. नॅनो उपकरणे आण्विक इमेजिंगमध्ये वापरली जात आहेत आणि विविध रोग आणि परिस्थितींचे सुधारित निदान करण्यासाठी नेतृत्व करत आहेत.
15. मधुमेह. रक्तातील साखरेची पातळी तपासण्यासाठी रक्त घेण्याऐवजी नॅनो तंत्रज्ञानामुळे मधुमेहींना यासाठी लेन्स वापरणे शक्य होते. रंग बदलून, आपण रक्तातील साखरेची पातळी ठरवू शकता.
16. शस्त्रक्रिया. आधुनिक जगामध्ये आधीपासूनच रोबोटिक सर्जन आहेत, परंतु नॅनोसर्जरी हा एक आशादायक उद्योग आहे जो काही लेसर, तसेच नॅनो उपकरणे वापरू शकतो ज्यांना विशिष्ट शस्त्रक्रिया ऑपरेशन्स करण्यासाठी प्रोग्राम केले जाऊ शकते.
17. अपस्मार. नॅनोचिप विकसित केले जात आहेत जे फेफरे व्यवस्थापित करण्यात मदत करू शकतात. या चिप्स मेंदूच्या सिग्नल्सचे विश्लेषण करण्यासाठी, नंतर त्यांचे विश्लेषण करण्यासाठी आणि मेंदूमध्ये आवश्यक ऍडजस्ट करण्यासाठी डिझाइन केले आहेत जेणेकरुन अपस्माराच्या झटक्यांवर अधिक चांगले नियंत्रण करणे शक्य होईल.
18. अभिप्राय स्पर्श. नॅनोचिप अशा लोकांसाठी उपयुक्त ठरू शकतात ज्यांनी त्यांच्या शरीराची भावना अनुभवण्याची क्षमता गमावली आहे. हे करण्यासाठी, नॅनोचिप्स विद्युत आवेगांना रोखतात आणि त्यांचा अर्थ लावतात.
    
19. . प्रोस्थेटिक्स पुढे जात राहतात. नॅनोटेक्नॉलॉजीमुळे मेंदूच्या मदतीने कृत्रिम अवयव नियंत्रित करणे शक्य होते. या उद्देशासाठी नॅनोचिपच्या वापराची काही उदाहरणे आधीच आहेत.
20. वैद्यकीय नियंत्रण. नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या मदतीने शरीराच्या विविध यंत्रणांच्या स्थितीवर नियंत्रण ठेवणे शक्य आहे. शरीरात प्रत्यारोपित नॅनोचिप्स आरोग्याच्या स्थितीवर लक्ष ठेवतात आणि मिळालेली माहिती संगणक किंवा अन्य उपकरणावर पाठवतात.
21. वैद्यकीय अहवाल. शरीराच्या स्वतःच्या प्रणालींचे निरीक्षण करण्याव्यतिरिक्त, नॅनोटेक्नॉलॉजीचा वापर आरोग्य सेवा प्रदात्यांकडे माहिती पाठवण्यासाठी केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे इलेक्ट्रॉनिक आरोग्य नोंदींची कार्यक्षमता वाढते.
22. रोग प्रतिबंधक. शरीरात नॅनोडिव्हाइसची उपस्थिती खरोखरच विविध रोग टाळण्यास मदत करू शकते. योग्य प्रोग्रॅमिंगमुळे काही आजार टाळता येतात, गंभीर समस्या होण्याआधी उद्भवलेल्या समस्या दूर करणे शक्य होते. नॅनोडिव्हाइस अगदी जुनाट आजार टाळण्यास मदत करू शकतात.
23. जन्मपूर्व निदान. जन्मपूर्व निदानामध्ये नॅनोटेक्नॉलॉजी वापरण्याचे अनेक मार्ग आहेत. नॅनोडिव्हाइस गर्भाशयात आणि अगदी गर्भाला इजा न करता प्रवेश करू शकतात. याव्यतिरिक्त, ते गर्भातील अनेक समस्या दूर करण्यात संभाव्य मदत करू शकतात.
24. वैयक्तिक औषध. प्रत्येक व्यक्तीच्या जीनोममध्ये सुधारणा करण्यात सक्षम होऊन, नॅनोटेक्नॉलॉजी योग्य उपचारांचे अधिक अचूक निर्धारण करण्यास आणि व्यक्तीच्या गरजेनुसार उपचार योजना तयार करण्यास अनुमती देईल.
25. संशोधन. नॅनोटेक्नॉलॉजीमुळे वैद्यकीय संशोधन वेगाने पुढे जाण्यास मदत होते, त्यासाठी आवश्यक साधने उपलब्ध करून देतात, ज्याच्या मदतीने एखादी व्यक्ती मानवी शरीराची रचना आणि कार्यप्रणालीबद्दल नवीन गोष्टी शिकते आणि भौतिकशास्त्र आणि रसायनशास्त्राच्या क्षेत्रातील संशोधनाबद्दल धन्यवाद, नॅनो तंत्रज्ञान प्रदान करते. बांधकाम साहित्यासह शरीर.

वैद्यकातील नॅनोटेक्नॉलॉजी अनेक रोगांचे उपचार सुधारण्यासाठी मोठ्या संधी देतात आणि जागतिक स्तरावर आधीपासूनच वापरल्या जात आहेत. सध्या, सुमारे 50 प्रकारच्या नॅनोपार्टिकल थेरपी विकसित करण्यात आल्या आहेत. वैद्यकीय नॅनो तंत्रज्ञानाशी संबंधित व्याख्यांची विस्तृत श्रेणी आहे, परंतु त्यांचे वर्गीकरण कसे केले जावे यावर अद्याप जागतिक एकमत नाही.

परदेशी औषधातील नॅनो तंत्रज्ञानाने इमेजिंग, मॉडेलिंग, डोसिंग आणि ड्रग्सच्या हाताळणीच्या क्षेत्रात त्यांची प्रभावीता आधीच सिद्ध केली आहे. जटिल जैविक प्रणालींसह सामग्रीचा परस्परसंवाद नॅनो-आकारात बदलतो. नॅनोमेडिसिन नॅनोमीटर श्रेणीतील सामग्रीचे सुधारित आणि अनेकदा नवीन भौतिक, रासायनिक आणि जैविक गुणधर्मांचे शोषण करते.

नॅनोमेडिसिन: नॅनोकणांचे प्रकार

अकार्बनिक (उदा., सोने, चांदी आणि सिलिका), पॉलिमर-आधारित नॅनोकण (उदा., डेंड्रिमर्स, पॉलिमरिक ड्रग कंजुगेट्स) आणि लिपिड-आधारित नॅनोकणांसह अनेक प्रकारचे नॅनोकण आहेत. नॅनोमटेरिअल्सच्या वर्गांची विविधता आणि नॅनोकणांच्या भौतिक आणि रचनात्मक वैशिष्ट्यांमधील बदलांची विस्तृत श्रेणी हा नॅनोमेडिसिन वापरण्याचा कदाचित सर्वात मोठा फायदा आहे.

ही वैशिष्ट्ये औषध वितरणाच्या कार्यक्षमतेवर मोठ्या प्रमाणात प्रभाव पाडतात. अशी अनेक औषधे आहेत जी आतड्यांसंबंधी द्रवपदार्थात खराब विद्राव्यतेमुळे तसेच आतड्यांसंबंधी एपिथेलियममध्ये खराब प्रवेशामुळे खराबपणे शोषली जातात. नॅनोफॉर्म्सचा वापर खराब पाण्यात विरघळणाऱ्या औषधांचा फैलाव सुधारण्यासाठी तसेच आतड्यांतील अडथळ्यांद्वारे त्यांची वाहतूक वाढवण्यासाठी केला जातो.

औषध वितरण प्रणाली सुधारण्याबरोबरच, नॅनोमेडिसिनने पारंपारिक औषधांच्या तुलनेत शरीराच्या प्रभावित भागात त्यांच्या उपचारात्मक पेलोडला निष्क्रिय किंवा सक्रिय यंत्रणेद्वारे लक्ष्य करून वाढीव सुरक्षितता देखील प्रदर्शित केली आहे, जे विशेषतः ऑन्कोलॉजीमध्ये संबंधित आहे.

परदेशी औषधांमध्ये नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापराची उदाहरणे

औषधामध्ये नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापराचे एक उदाहरण म्हणजे इस्त्रायली कंपनी नॅनो रेटिना विकसित करते, ज्याने रेटिनाच्या झीज झालेल्या आजारांमुळे त्यांची दृष्टी गमावलेल्या लोकांची दृष्टी पुनर्संचयित करण्यासाठी डिझाइन केलेले एक अत्याधुनिक आणि मोहक उपाय विकसित केले आहे. लहान नॅनो रेटिना उपकरण, NR600 इम्प्लांट, खराब झालेल्या फोटोरिसेप्टर पेशींची कार्यक्षमता बदलते आणि उर्वरित निरोगी रेटिना पेशी सक्रिय करण्यासाठी आवश्यक विद्युत उत्तेजन प्रदान करते. NR600 मध्ये दोन घटक असतात; एक सूक्ष्म रोपण करण्यायोग्य नॅनो-चिप आणि रुग्णांनी घातलेला चष्मा.

MicronJet NanoPass Technologies या इस्रायली कंपनीने औषधातील अर्धसंवाहक नॅनोटेक्नॉलॉजी वापरून त्वचेमध्ये वेदनारहितपणे लस टोचण्यासाठी डिझाइन केलेली एक अनोखी डिस्पोजेबल सुई विकसित केली आहे, जी कमी लसीसह उत्कृष्ट प्रतिकारशक्ती प्रतिसाद देते. या वैद्यकीय नॅनोटेक्नॉलॉजीची उच्च कार्यक्षमता आग्नेय आशियातील पोलिओविरूद्ध लहान मुलांना लसीकरणाद्वारे दर्शविली गेली.

औषधात नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापराचे आणखी एक उदाहरण. इस्रायलमध्ये, मेंदूतील अनुदैर्ध्य मेसेन्कायमल स्टेम पेशींचा मागोवा घेण्यासाठी नॅनोपार्टिकल-आधारित इमेजिंग तंत्र विकसित केले गेले आहे. मेंदूतील स्टेम पेशींचा मागोवा घेण्यासाठी नॅनोपोलर सीटी इमेजिंगचा उपयोग न्यूरोसायकियाट्रिक विकारांच्या निदान आणि व्यवस्थापनामध्ये केला जातो. स्टेम सेल थेरपीच्या विकास आणि अंमलबजावणीमधील एक गंभीर समस्या म्हणजे प्रत्यारोपणानंतर पेशींचे दृश्यमान आणि मागोवा घेण्यासाठी आणि त्यांच्या जैव वितरण आणि कार्यक्षमतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी विश्वसनीय, गैर-आक्रमक माध्यमांचा अभाव. नैराश्य आणि न्यूरोसायकियाट्रिक रोगांच्या उपचारांमध्ये नॉन-इनवेसिव्ह मॉनिटरिंगसाठी हे तंत्र वापरले जाते.

मनोरंजक!
संशोधन असे दर्शविते की सेल थेरपी ही न्यूरोसायकियाट्रिक विकारांच्या उपचारांसाठी एक संभाव्य आशादायक दृष्टीकोन आहे. पेशींचे स्थलांतर नॅनोपोलर सीटी द्वारे 24 तासांपूर्वी शोधले जाऊ शकते आणि प्रत्यारोपणानंतर एक महिन्यापर्यंत पाहिले जाऊ शकते. नॅनोपोलर सीटी औषधातील नॅनोटेक्नॉलॉजीजच्या मूलभूत संशोधन आणि क्लिनिकल ऍप्लिकेशन्ससाठी वापरले जाऊ शकते.

ऑन्कोलॉजिकल थेरपीच्या क्षेत्रात लक्षणीय प्रगती असूनही, कर्करोग हे जगातील मृत्यूच्या प्रमुख कारणांपैकी एक आहे. इस्रायलमध्ये, वैद्यकातील नॅनोटेक्नॉलॉजीने लक्ष्यित अँटीकॅन्सर थेरपीसाठी एक अद्वितीय प्रकारचे मल्टीफंक्शनल फ्लोरोसेंट आयर्न ऑक्साईड (IO) नॅनोकण विकसित करण्यास सक्षम केले आहे. केमोथेरपी औषधांसह या नॅनोकणांचे संयोजन अधिक शक्तिशाली कर्करोगविरोधी प्रभाव प्रदान करते आणि पुनर्प्राप्तीसाठी रुग्णाच्या रोगनिदानात लक्षणीय सुधारणा करते.

याव्यतिरिक्त, CT साठी कॉन्ट्रास्ट एजंट म्हणून सोन्याच्या नॅनोकणांसह टी-सेल्सच्या लेबलिंगसह इस्रायलमध्ये संगणकीय टोमोग्राफी (CT) ची एक नवीन पद्धत विकसित केली गेली आहे. हे आपल्याला ट्यूमर साइटवर टी पेशी कसे जमा होतात याचे निरीक्षण करण्यास आणि इम्युनोथेरपी समायोजित करण्यास अनुमती देते. सीटी वापरून सेल ट्रॅकिंगसाठी नवीन पद्धत संशोधनासाठी आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, कर्करोग इम्युनोथेरपीच्या क्लिनिकल देखरेखीसाठी एक मौल्यवान साधन आहे.

मेम्ब्रेन आणि लिपोसोमल रिसर्चची प्रयोगशाळा, इस्रायल इन्स्टिट्यूट ऑफ मेडिकल रिसर्चमधील बायोकेमिस्ट्री आणि आण्विक जीवशास्त्र विभाग, लायपोसोम-आधारित औषधांमध्ये नॅनोड्रग्स आणि नॅनोटेक्नॉलॉजीजच्या विकासावर आणि वापरावर लक्ष केंद्रित करते, औषध डिझाइनच्या मूलभूत पैलूंपासून, क्लिनिकल चाचण्या आणि पर्यंत. आधीच वापरलेल्या औषधांची सुधारणा.

इस्त्रायली तज्ञांनी एम्फीपॅथिक कमकुवत ऍसिड, दाहक-विरोधी स्टिरॉइड औषध किंवा अँटीकॅन्सर एजंटच्या लक्ष्यानुसार चार्ज केलेल्या पेगिलेटेड, दीर्घ-सर्क्युलेटिंग, स्थिर नॅनो-लाइपोसोम्सवर आधारित इंजेक्शन करण्यायोग्य औषध वितरण प्रणाली तयार केली आहे. हे तंत्रज्ञान ट्रान्समेम्ब्रेन आयन ग्रेडियंट पूलच्या रिमोट लोडिंगची बायोएनर्जेटिक रणनीती वापरते, ज्याद्वारे लिपोसोम एकतर कमकुवत बेस (उदा. अमोनियम) किंवा कमकुवत ऍसिड (उदा. एसीटेट) असलेले मीठ समाविष्ट करतात.

रिमोट ड्रग लोडिंगच्या या पद्धतीचे तीन मुख्य फायदे आहेत:

1. उच्च औषध लोडिंग कार्यक्षमता
2. औषध आणि लिपिड दरम्यान उच्च मोलर गुणोत्तर
3. विट्रो आणि विवो दोन्हीमध्ये औषधाचे नियंत्रित प्रकाशन.

ही नॅनो-औषधे विशेषत: फुगलेल्या आणि कर्करोगाच्या ऊतींच्या मायक्रोएनाटोमिकल वातावरणात वापरण्यासाठी डिझाइन केलेली आहेत, ही घटना "वाढीव पारगम्यता आणि धारणा" प्रभाव म्हणून ओळखली जाते. औषधातील अशा नॅनो तंत्रज्ञानामुळे विषाक्तता कमी होते आणि कर्करोग आणि इतर रोगांच्या उपचारांची प्रभावीता वाढते.

नॅनोमेडिसिनची संभावना

नॅनोमेडिसिन उत्पादने दहा वर्षांपूर्वी दिसायला सुरुवात झाली आणि परदेशात नॅनोमेडिसिनच्या वापराचे मुख्य क्षेत्र म्हणजे ऑन्कोलॉजी, सीएनएस रोग, हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधी रोग आणि संक्रमण नियंत्रण. नॅनोमेडिसिन आधीच चांगले विकसित झाले आहे. नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या इतर काही संभाव्य अनुप्रयोगांप्रमाणे, जे अजूनही मोठ्या प्रमाणावर प्रायोगिक आहेत, नॅनोमेडिसिनने परदेशात निदान आणि उपचारांच्या परिणामकारकतेमध्ये आधीच महत्त्वपूर्ण योगदान दिले आहे.

तुम्हाला स्वारस्य असू शकते

अशा जगाची संकल्पना करणे कठीण आहे जिथे मानव नॅनोस्केल वस्तू इच्छेनुसार हाताळू शकतो किंवा सेल्युलर स्तरावर प्रकाशासह स्वतःच्या जैविक सामग्रीवर नियंत्रण ठेवू शकतो. उदाहरणार्थ, ऑस्टिन येथील टेक्सास विद्यापीठ "नॅनोट्यूब्स" वर काम करत आहे, एक वैद्यकीय नॅनोटेक्नॉलॉजी प्रकाशाचा वापर करून जे वैद्यकीय नवकल्पनांसाठी नवीन शक्यता उघडते. त्यांनी ऑप्टो-थर्मोइलेक्ट्रिक नॅनोट्यूब विकसित केले आहेत जे भौतिक आणि जैविक प्रणालींचे सखोल ज्ञान प्रदान करण्यात मदत करतील आणि नॅनोमीटर स्केलवर मूलभूत आणि वैद्यकीय नवकल्पनांसाठी अनेक संधी उघडतील.

नॅनोट्यूब सारखी नॅनोमेडिसिन उत्पादने चार्ज केलेल्या किंवा हायड्रोफोबिक पृष्ठभागांसह धातू, अर्धसंवाहक, पॉलिमेरिक आणि डायलेक्ट्रिक नॅनोस्ट्रक्चर्सच्या विस्तृत श्रेणीसाठी लागू आहेत. सिलिकॉन नॅनोस्फीअर्स, सिलिकॉन ग्रॅन्युल्स, पॉलिस्टीरिन ग्रॅन्युल्स, सिलिकॉन नॅनोवायर, जर्मेनियम नॅनोवायर आणि मेटल नॅनोस्ट्रक्चर्स तयार करण्यात आली आहेत. नॅनोट्यूबची क्षमता वैद्यकशास्त्रात वापरू इच्छिणाऱ्या अभियंत्यांसाठी सजीव पेशींशी हाताळणी आणि संवाद साधणे हे प्रमुख संशोधन केंद्र असेल.

मनोरंजक!
वैद्यकीय अनुप्रयोगांमध्ये वापरल्या जाणार्‍या नॅनोमटेरिअल्सचे मुख्य प्रकार आहेत: सेमीकंडक्टर नॅनोमटेरिअल्स, मॅग्नेटिक नॅनोमटेरिअल्स, मेटल नॅनोपार्टिकल्स, कार्बन नॅनोमटेरिअल्स, हायड्रोजेल नॅनोकॉम्पोजिट्स, लिपोसोम्स, डेंड्रिमर, पॉलिमर नॅनोकॉम्पोजिट्स आणि बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर.

सर्वात लोकप्रिय संशोधन क्षेत्रे:

• सजीवांच्या विविध अभिव्यक्तींमध्ये नॅनोमटेरियल्सची बायोकॉम्पॅटिबिलिटी;
• अनुवांशिक, चयापचय किंवा संसर्गजन्य रोगांचे निदान करण्यासाठी नॅनोबायोसेन्सर;
• नॅनोमटेरियल्सच्या विविध बदलांद्वारे औषधांचे लक्ष्यित वितरण;
• नॅनोमेडिकल उपकरणे आणि संरचना, नॅनोरोबॉट्स.

रोगांच्या उपचारांसाठी फार्मास्युटिकल एजंट्स ओळखण्यासाठी, लक्ष्यित क्षेत्रांमध्ये जैविक संयुगे शोधण्यासाठी, जोडण्यासाठी किंवा परिचय देण्यासाठी रोगजनकांच्या निदान आणि ओळखण्यासाठी नवीन नॅनोकण वाढत्या प्रमाणात तयार केले जात आहेत. नॅनोटॉक्सिकोलॉजी विविध नॅनोमटेरियल्सच्या विषारीपणाचे मूल्यांकन करण्यावर लक्ष केंद्रित करते जे आधीपासूनच वापरात आहेत किंवा वैद्यकीय अनुप्रयोगांसाठी विकसित केले जात आहेत.

परदेशी औषधांमध्ये नॅनो तंत्रज्ञानाच्या वापराची श्रेणी सतत विस्तारत आहे आणि बहुधा नजीकच्या भविष्यात नॅनोटेक्नॉलॉजी आधुनिक औषधांचा चेहरा बदलतील.

ज्ञान बेस मध्ये आपले चांगले काम पाठवा सोपे आहे. खालील फॉर्म वापरा

विद्यार्थी, पदवीधर विद्यार्थी, तरुण शास्त्रज्ञ जे ज्ञानाचा आधार त्यांच्या अभ्यासात आणि कार्यात वापरतात ते तुमचे खूप आभारी असतील.

http://www.allbest.ru येथे होस्ट केले

परिचय

20 व्या शतकाच्या उत्तरार्धात, एक वैज्ञानिक आणि तांत्रिक क्रांती घडते, जी विज्ञानाच्या परस्परसंवादात वाढ, जटिल समस्यांच्या अभ्यासासाठी एकात्मिक दृष्टीकोन द्वारे दर्शविले जाते; विज्ञान आणि तंत्रज्ञान, विज्ञान आणि उत्पादन यांचे विलीनीकरण, माहिती क्रियाकलापांचे वाढते महत्त्व, लोकसंख्येच्या शिक्षण आणि संस्कृतीच्या पातळीची वाढ.

तंत्रज्ञान आणि उत्पादनाच्या विकासात विज्ञान हा अग्रगण्य घटक बनत आहे. तांत्रिक प्रगतीच्या सर्व मुख्य दिशा मूलभूत विज्ञानाच्या निकालांवर आधारित आहेत.

अनुवांशिक अभियांत्रिकीसह एक आशादायक क्षेत्र म्हणजे नॅनोटेक्नॉलॉजी.

नॅनोटेक्नॉलॉजी हे मूलभूत आणि उपयोजित विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाचे एक आंतरविद्याशाखीय क्षेत्र आहे जे सैद्धांतिक औचित्य, संशोधनाच्या व्यावहारिक पद्धती, विश्लेषण आणि संश्लेषण तसेच नियंत्रित हाताळणीद्वारे दिलेल्या अणू संरचना असलेल्या उत्पादनांचे उत्पादन आणि वापर करण्याच्या पद्धतींच्या संयोजनाशी संबंधित आहे. वैयक्तिक अणू आणि रेणू.

व्यावहारिक पैलूमध्ये, ही उपकरणे आणि अणू, रेणू आणि कणांच्या निर्मिती, प्रक्रिया आणि हाताळणीसाठी आवश्यक असलेल्या उपकरणांच्या उत्पादनासाठी तंत्रज्ञान आहेत, ज्यांचे आकार 1 ते 100 नॅनोमीटरच्या श्रेणीत आहेत. नॅनोटेक्नॉलॉजी वैयक्तिक अणू आणि रेणू हाताळण्यासाठी, नियंत्रणाखाली आणि अचूकतेसह (सुपर प्रिसिजन) तयार करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. नॅनोटेक्नॉलॉजीमधील प्रगत वैज्ञानिक परिणामांचा वापर उच्च तंत्रज्ञानाकडे संदर्भित करणे शक्य करते.

इलेक्ट्रॉनिक्स आणि इतर विज्ञान-केंद्रित उद्योगांच्या विकासासाठी नॅनोटेक्नॉलॉजी ही पुढील तार्किक पायरी आहे. नॅनोटेक्नॉलॉजी ही 21 व्या शतकाच्या सुरुवातीची एक महत्त्वाची संकल्पना आहे, ती एका नवीन, तिसऱ्या, वैज्ञानिक आणि तांत्रिक क्रांतीचे प्रतीक आहे. शास्त्रज्ञांच्या अंदाजानुसार, 21 व्या शतकातील नॅनो तंत्रज्ञान पदार्थाच्या हाताळणीत तीच क्रांती घडवून आणेल, जी 20 व्या शतकात संगणकांनी माहितीच्या हाताळणीत केली होती. त्यांच्या विकासामुळे नवीन सामग्रीच्या विकासासाठी, दळणवळणांमध्ये सुधारणा, जैवतंत्रज्ञान, मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक, ऊर्जा, आरोग्यसेवा आणि शस्त्रे विकसित करण्यासाठी मोठ्या संधी उघडल्या जातात. बहुधा वैज्ञानिक यशांपैकी, तज्ञांनी संगणकाच्या कार्यक्षमतेत लक्षणीय वाढ, नव्याने तयार केलेल्या ऊतींचा वापर करून मानवी अवयवांची पुनर्संचयित करणे, दिलेल्या अणू आणि रेणूंपासून थेट नवीन सामग्री मिळवणे, तसेच रसायनशास्त्र आणि भौतिकशास्त्रातील नवीन शोध यांचा उल्लेख केला आहे.

धडा 1 नॅनोटेक्नॉलॉजीचे स्वरूप आणि त्यांचे अनुप्रयोग

1.1 नॅनोटेक्नॉलॉजीचा इतिहास

लोक नॅनोटेक्नॉलॉजी विकसित करण्याच्या आणि नॅनोमटेरियल्स तयार करण्याच्या शक्यतेबद्दल बर्याच काळापासून विचार करू लागले. अशाप्रकारे, प्राचीन रोमन कवी आणि शास्त्रज्ञ टायटस ल्युक्रेटियस कारुस यांनी त्यांच्या "गोष्टींच्या निसर्गावर" या ग्रंथात "गोष्टींची पहिली तत्त्वे" ही संकल्पना मांडली आहे, जी जोडून आणि एकत्रित केल्याने आपल्याला भिन्न गुणधर्मांसह भिन्न पदार्थ मिळू शकतात: "पहिली तत्त्वे गोष्टींचे, जसे आपण आता सहजपणे पाहू शकता, फक्त ज्ञात सीमांपर्यंत भिन्न स्वरूपाच्या आहेत. तसे नसते तर इतर बिया नक्कीच प्रचंड आकारात पोहोचल्या असत्या. कारण, त्यांच्या तितक्याच लहान आकारांसह, ते फॉर्ममध्ये लक्षणीय फरक करू देत नाहीत.

आवश्यक वस्तू आणि साहित्य तयार करण्यासाठी वैयक्तिक अति-सूक्ष्म कण वापरण्याचे विचार मध्ययुगीन किमयाशास्त्रज्ञ आणि 17व्या-18व्या शतकातील प्रमुख शास्त्रज्ञांच्या मनात आले, उदाहरणार्थ, एम.व्ही. लोमोनोसोव्ह आणि फ्रेंच पी. गसेंडी. रशियन लेखक एन.एस. लेस्कोव्ह, तुला मेकॅनिक लेव्हशाबद्दलच्या त्यांच्या प्रसिद्ध कामात, "यांत्रिक पिसू" च्या निर्मितीसाठी नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या जवळजवळ उत्कृष्ट उदाहरणाचे वर्णन करतात. त्याच वेळी, एक गूढ योगायोग आहे - लेस्कोव्हच्या म्हणण्यानुसार, पिसू हॉर्सशूमध्ये "नॅनोनेल्स" चे निरीक्षण करण्यासाठी, 5 दशलक्ष पट वाढ करणे आवश्यक होते, म्हणजेच आधुनिक अणुशक्ती सूक्ष्मदर्शकांच्या क्षमतेची मर्यादा, जे आहे नॅनोस्ट्रक्चर्ड सामग्रीचा अभ्यास करण्यासाठी मुख्य साधनांपैकी एक.

अनेक स्त्रोत, प्रामुख्याने इंग्रजीमध्ये, अमेरिकन फिजिकल सोसायटीच्या वार्षिक सभेत कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी येथे 1959 मध्ये रिचर्ड फेनमन यांच्या प्रसिद्ध भाषणाशी ज्या पद्धतींना नंतर नॅनोटेक्नॉलॉजी म्हटले जाईल अशा पद्धतींचा पहिला उल्लेख संबद्ध आहे. रिचर्ड फेनमन यांनी सुचवले की योग्य आकाराचे मॅनिप्युलेटर वापरून एकल अणू यांत्रिकरित्या हलवणे शक्य होईल, किमान अशी प्रक्रिया आज ज्ञात असलेल्या भौतिक नियमांच्या विरोधात नाही.

1931 मध्ये प्रसिद्ध सोव्हिएत लेखक बोरिस झितकोव्ह यांच्या "मायक्रोहँड्स" या विलक्षण कथेशी असे मॅनिपुलेटर कसे तयार करावे आणि कसे वापरावे याबद्दल फेनमनच्या कल्पना जवळजवळ मजकूराशी जुळतात.

"नॅनोटेक्नॉलॉजी" हा शब्द प्रथम जपानी एन. तानिगुची यांनी 1974 मध्ये प्रस्तावित केला होता. 100 एनएम पेक्षा कमी धान्य आकाराचे साहित्य तयार करण्याची शक्यता, ज्यामध्ये पारंपारिक सूक्ष्म संरचनात्मक सामग्रीच्या तुलनेत अनेक मनोरंजक आणि उपयुक्त अतिरिक्त गुणधर्म असावेत, याकडे लक्ष वेधण्यात आले. जर्मन शास्त्रज्ञ G. Gleiter 1981 मध्ये ते स्वतंत्रपणे, देशांतर्गत शास्त्रज्ञ I.D. मोरोखोव्हने वैज्ञानिक साहित्यात नॅनोक्रिस्टल्सची संकल्पना मांडली. नंतर, G. Gleiter ने nanocrystalline materials, nanostructural, nanophase, nanocomposite इत्यादी संज्ञा देखील वैज्ञानिक वापरात आणल्या.

नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या क्षेत्रातील यशांची संक्षिप्त कालगणना तक्ता 1 मध्ये सादर केली आहे.

तक्ता 1 - नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या क्षेत्रातील कामगिरीचे संक्षिप्त कालक्रम

	नॅनोटेक्नॉलॉजीमध्ये लक्षणीय प्रगती
	जवळच्या-फील्ड स्कॅनिंग ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपसाठी उपकरणाचा योजनाबद्ध आकृती प्रस्तावित आहे.
	जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ मॅक्स नॉल आणि अर्न्स्ट रुस्का यांनी इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक तयार केला, ज्याने प्रथमच नॅनो ऑब्जेक्ट्सचा अभ्यास करणे शक्य केले.
	प्रथम स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपची निर्मिती
	अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ रिचर्ड फेनमन यांनी तुकडा अणु असेंब्लीद्वारे पदार्थ आणि वस्तू तयार करण्याची कल्पना मांडली.
	अमेरिकन कंपनी बेलच्या वैज्ञानिक विभागाचे कर्मचारी अल्फ्रेड चो आणि जॉन आर्थर यांनी पृष्ठभागावरील उपचारात नॅनो तंत्रज्ञानाचा सैद्धांतिक पाया विकसित केला.
	जवळ-क्षेत्र सूक्ष्मदर्शकाच्या तत्त्वावर कार्य करणारे उपकरण तयार केले
	जपानी भौतिकशास्त्रज्ञ नोरिओ तानिगुची यांनी एक मायक्रॉनपेक्षा लहान असलेल्या यंत्रणेचा संदर्भ देण्यासाठी "नॅनोटेक्नॉलॉजी" हा शब्द तयार केला. ग्रीक शब्द "नॅनोस" चा अर्थ अंदाजे "म्हातारा माणूस" असा होतो.
	क्वांटम रेषा आणि क्वांटम डॉट्सच्या अस्तित्वाची शक्यता सैद्धांतिकदृष्ट्या विचारात घेतली जाते
	जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ गेर्ड बिनिग आणि हेनरिक रोहरर यांनी वैयक्तिक अणू दर्शविण्यास सक्षम सूक्ष्मदर्शक तयार केला (टनेलिंग मायक्रोस्कोप स्कॅन करणे)
	अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ रॉबर्ट कर्ल, हॅरोल्ड क्रोटो आणि रिचर्ड स्मॅली यांनी एक तंत्रज्ञान तयार केले जे आपल्याला एका नॅनोमीटरच्या व्यासासह अचूकपणे वस्तू मोजण्याची परवानगी देते. उच्च वाहक गतिशीलतेसह प्रथम फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरची निर्मिती. रसायनशास्त्रज्ञांनी प्रथम फुलरेन्सचे संश्लेषण केले
	इ.के. ड्रेक्सलर (यूएसए) ने आण्विक मशीन तयार करण्याची संकल्पना मांडली. अणुशक्ती सूक्ष्मदर्शकाची निर्मिती
	डोनाल्ड इगलर, आयबीएमचे कर्मचारी, यांनी झेनॉन अणूंसह आपल्या कंपनीचे नाव ठेवले.
	जपानमध्ये, अणू आणि रेणू (अणू तंत्रज्ञान प्रकल्प) हाताळण्यासाठी तंत्र विकसित करण्यासाठी राज्य कार्यक्रमाची अंमलबजावणी सुरू झाली आहे. प्रथम कार्बन नॅनोट्यूब मिळवणे
	डच भौतिकशास्त्रज्ञ सीझ डेकर यांनी नॅनोटेक्नॉलॉजी-आधारित ट्रान्झिस्टर तयार केले. खोलीच्या तपमानावर कार्यरत असलेले इलेक्ट्रॉनिक स्टोरेज डिव्हाइस मेमरी एलिमेंट (१२८ एमबीपीएस मेमरी क्षमता असलेले) तयार केले गेले.
	अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ जेम्स टूर आणि मार्क रीड यांनी निर्धारित केले की एकल रेणू आण्विक साखळ्यांप्रमाणेच वागू शकतो.
	यूएस प्रशासनाने नॅशनल नॅनोटेक्नॉलॉजी इनिशिएटिव्ह\नॅशनल नॅनोटेक्नॉलॉजी इनिशिएटिव्हच्या निर्मितीला पाठिंबा दिला. नॅनोटेक्नॉलॉजी संशोधनाला सरकारी निधी मिळाला आहे. त्यानंतर फेडरल बजेटमधून $500 दशलक्ष वाटप करण्यात आले. 2002 मध्ये, विनियोगाची रक्कम $604 दशलक्षपर्यंत वाढवण्यात आली. 2003 साठी, पुढाकार $710 दशलक्षची विनंती करतो.
	रशियन फेडरेशनमध्ये राज्य कॉर्पोरेशन "रोस्नानो" ची स्थापना झाली

1.2 आज नॅनोटेक्नॉलॉजी बद्दल ज्ञानाची स्थिती

संपूर्णपणे नॅनोसायन्स हे पूर्वी मानले गेलेले स्वतंत्र विज्ञान आणि तंत्रज्ञान (माहिती तंत्रज्ञान, इलेक्ट्रॉनिक अभियांत्रिकी, बायोकेमिस्ट्री, अणु स्पेक्ट्रोस्कोपी, भौतिकशास्त्र इ.) च्या छेदनबिंदूवर आपल्या डोळ्यांसमोर अक्षरशः विकसित होत आहे.

विज्ञानाच्या विणकामाचा परिणाम दृष्टीकोन, शब्दावली, व्याख्या, पद्धती आणि वैज्ञानिक शब्दकोषातील विसंगतीची गंभीर समस्या बनली आहे. नॅनोटेक्नॉलॉजीवर हँडबुक्स आणि डिक्शनरी तयार करणे ही एक तातडीची समस्या बनत आहे (विशेषतः, जेव्हा जपानी आणि चिनी भाषेतील माहितीच्या वाढत्या प्रवाहाचा प्रश्न येतो).

सध्या, नॅनोटेक्नॉलॉजीजची पारंपारिक व्याख्या किंवा नॅनोटेक्नॉलॉजिकल उत्पादने स्पष्टपणे ओळखण्यासाठी आंतरराष्ट्रीय मानके स्वीकारली गेली नाहीत. समस्या अशी आहे की नॅनोटेक्नॉलॉजी हे एक जटिल आंतरविद्याशाखीय क्षेत्र आहे जे विकसित होत असताना त्याचा विस्तार होतो आणि नॅनोइंडस्ट्री ही पारंपारिक अर्थाने अर्थव्यवस्थेची शाखा नाही - त्यात विविध प्रकारच्या आर्थिक क्रियाकलाप आणि उत्पादनांचे प्रकार समाविष्ट आहेत.

अनेक नॅनोमीटरच्या स्केलसह वस्तू आणि प्रक्रियांच्या मूलभूत भौतिक आणि रासायनिक अभ्यासाशी संबंधित आंतरविद्याशाखीय विज्ञान म्हणून नॅनोसायन्सची व्याख्या केली जाऊ शकते.

नॅनोटेक्नॉलॉजी हे लागू नॅनोसायन्स संशोधन आणि औद्योगिक उत्पादन आणि सामाजिक वापरासह त्याच्या व्यावहारिक अनुप्रयोगांचे मुख्य भाग आहे.

1.3 नॅनोटेक्नॉलॉजीचे अनुप्रयोग

नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापराद्वारे, नवीन ऑपरेटिंग तत्त्वे आणि नवीन तांत्रिक पद्धतींमध्ये महत्त्वपूर्ण "ब्रेकथ्रू" केले जाऊ शकते. नॅनोटेक्नॉलॉजी तुम्हाला मूलभूतपणे नवीन उत्पादन प्रक्रिया, साहित्य आणि त्यावर आधारित उपकरणे तयार करण्याची परवानगी देते.

मानवी क्रियाकलापांच्या क्षेत्रात नॅनोटेक्नॉलॉजीचा प्रवेश नॅनोटेक्नॉलॉजीचा वृक्ष म्हणून दर्शविला जाऊ शकतो. अनुप्रयोगामध्ये झाडाचे स्वरूप असते, ज्याच्या फांद्या मुख्य अनुप्रयोगांचे प्रतिनिधित्व करतात आणि मोठ्या शाखांमधील शाखा दिलेल्या वेळेत मुख्य अनुप्रयोगांमधील भिन्नता दर्शवतात.

आज आमच्याकडे खालील चित्र आहे:

· जैविक विज्ञानामध्ये जीन टॅग तंत्रज्ञान, रोपणासाठी पृष्ठभाग, प्रतिजैविक पृष्ठभाग, लक्ष्यित औषधे, ऊतक अभियांत्रिकी, ऑन्कोलॉजिकल थेरपी यांचा समावेश होतो;

· साधे तंतू कागदी तंत्रज्ञान, स्वस्त बांधकाम साहित्य, हलके बोर्ड, ऑटो पार्ट्स, हेवी-ड्युटी मटेरियल यांचा विकास सुचवतात;

· नॅनोक्लिप्समध्ये नवीन फॅब्रिक्स, काचेचे कोटिंग, "स्मार्ट" वाळू, कागद, कार्बन फायबर यांचे उत्पादन समाविष्ट आहे;

· तांबे, अॅल्युमिनियम, मॅग्नेशियम, पोलाद यांना नॅनोअॅडिटिव्हद्वारे गंजापासून संरक्षण;

· उत्प्रेरक कृषी, दुर्गंधीकरण आणि अन्न उत्पादनात वापरण्यासाठी आहेत;

· दैनंदिन जीवनात, वास्तुकला, दुग्धव्यवसाय आणि अन्न उद्योग, वाहतूक उद्योग, स्वच्छता यामध्ये सहज स्वच्छ करण्यायोग्य साहित्य वापरले जाते. हे स्वयं-सफाईचे चष्मा, रुग्णालयातील उपकरणे आणि साधने, अँटी-मोल्ड कोटिंग्स, सुलभ-सफाई करणारे सिरेमिकचे उत्पादन आहे;

बायो-कोटिंग्ज क्रीडा उपकरणे आणि बियरिंग्जमध्ये वापरली जातात;

· नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापराचे क्षेत्र म्हणून ऑप्टिक्समध्ये इलेक्ट्रोक्रोमिक्स, ऑप्टिकल लेन्सचे उत्पादन यासारख्या क्षेत्रांचा समावेश होतो. हे नवीन फोटोक्रोमिक ऑप्टिक्स, सहज-साफ ऑप्टिक्स आणि लेपित ऑप्टिक्स आहेत;

· नॅनोटेक्नॉलॉजी ऍप्लिकेशनच्या क्षेत्रात सिरॅमिक्समुळे इलेक्ट्रोल्युमिनेसन्स आणि फोटोल्युमिनेसन्स, प्रिंटिंग पेस्ट, रंगद्रव्ये, नॅनोपावडर, मायक्रोपार्टिकल्स, मेम्ब्रेन्स मिळवणे शक्य होते;

· नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या अनुप्रयोगाचे क्षेत्र म्हणून संगणक तंत्रज्ञान आणि इलेक्ट्रॉनिक्स इलेक्ट्रॉनिक्स, नॅनोसेन्सर, घरगुती (एम्बेडेड) मायक्रो कॉम्प्युटर, व्हिज्युअलायझेशन टूल्स आणि एनर्जी कन्व्हर्टर विकसित करतील. पुढे जागतिक नेटवर्क, वायरलेस कम्युनिकेशन्स, क्वांटम आणि डीएनए संगणकांचा विकास आहे;

· नॅनोमेडिसिन हे नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापराचे क्षेत्र म्हणून, हे प्रोस्थेटिक्ससाठी नॅनोमटेरियल्स, "स्मार्ट" कृत्रिम अवयव, नॅनोकॅप्सूल, डायग्नोस्टिक नॅनोप्रोब्स, इम्प्लांट्स, डीएनए पुनर्रचनाकार आणि विश्लेषक, "स्मार्ट" आणि अचूक साधने, दिशात्मक फार्मास्युटिकल;

· नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापराचे क्षेत्र म्हणून अंतराळामुळे सौरऊर्जेचे मेकॅनोइलेक्ट्रिक कन्व्हर्टर्स, स्पेस अॅप्लिकेशन्ससाठी नॅनोमटेरियल्सची शक्यता उघड होईल;

· नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापराचे क्षेत्र म्हणून इकोलॉजी म्हणजे ओझोन थर पुनर्संचयित करणे, हवामान नियंत्रण.

आकृती 1 - नॅनो तंत्रज्ञानाच्या परिचयाच्या आर्थिक आणि सामाजिक परिणामांचा अंदाज

1.3.1 अंतराळातील नॅनोटेक्नॉलॉजी

आज, अवकाश विदेशी नाही आणि तिचा शोध घेणे ही केवळ प्रतिष्ठेची बाब नाही. सर्वप्रथम, हा आपल्या राज्याच्या राष्ट्रीय सुरक्षेचा आणि राष्ट्रीय स्पर्धात्मकतेचा प्रश्न आहे. सुपर कॉम्प्लेक्स नॅनोसिस्टमचा विकास हा देशाचा राष्ट्रीय फायदा होऊ शकतो. नॅनोटेक्नॉलॉजीप्रमाणेच, नॅनोमटेरिअल्स आपल्याला सौरमालेतील विविध ग्रहांवर मानवाच्या उड्डाणांबद्दल गंभीरपणे बोलण्याची संधी देईल. हे नॅनोमटेरियल्स आणि नॅनोमेकॅनिझमचा वापर आहे ज्यामुळे मंगळावर मानवाची उड्डाणे होऊ शकतात आणि चंद्राच्या पृष्ठभागाचा शोध प्रत्यक्षात येऊ शकतो. सूक्ष्म उपग्रहांच्या विकासात आणखी एक अत्यंत मागणी असलेली दिशा म्हणजे पृथ्वीच्या रिमोट सेन्सिंगची निर्मिती. रडार रेंजमध्ये 1 मीटर आणि ऑप्टिकल रेंजमध्ये 1 मीटरपेक्षा कमी उपग्रह प्रतिमांच्या रिझोल्यूशनसह माहितीच्या ग्राहकांची बाजारपेठ तयार केली जात आहे (सर्वप्रथम, असा डेटा कार्टोग्राफीमध्ये वापरला जातो).

सूक्ष्म उपग्रहांची एक प्रणाली तयार केली गेली आहे, ती नष्ट करण्याच्या प्रयत्नांना कमी असुरक्षित आहे. अनेक शंभर किलोग्रॅम किंवा अगदी टन वजनाच्या कोलोससला कक्षेत खाली पाडणे ही एक गोष्ट आहे, सर्व अंतराळ दळणवळण किंवा बुद्धिमत्ता ताबडतोब बंद पाडणे, आणि जेव्हा कक्षेत सूक्ष्म उपग्रहांचा संपूर्ण थवा असतो तेव्हा दुसरी गोष्ट. या प्रकरणात त्यापैकी एकाचे अपयश संपूर्णपणे सिस्टमच्या ऑपरेशनमध्ये व्यत्यय आणणार नाही. त्यानुसार, प्रत्येक उपग्रहाच्या ऑपरेशनच्या विश्वासार्हतेची आवश्यकता कमी केली जाऊ शकते.

तरुण शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास आहे की इतर गोष्टींबरोबरच, प्रकाशिकी क्षेत्रात नवीन तंत्रज्ञानाची निर्मिती, संप्रेषण प्रणाली, मोठ्या प्रमाणात माहिती प्रसारित करणे, प्राप्त करणे आणि प्रक्रिया करणे हे उपग्रहांच्या मायक्रोमिनिएच्युरायझेशनच्या प्रमुख समस्यांचे श्रेय दिले पाहिजे. आम्ही नॅनोटेक्नॉलॉजी आणि नॅनोमटेरियल्सबद्दल बोलत आहोत, ज्यामुळे अंतराळात लॉन्च केलेल्या उपकरणांचे वस्तुमान आणि परिमाणे दोन क्रमाने कमी करणे शक्य होते. उदाहरणार्थ, नॅनोनिकेलची ताकद सामान्य निकेलपेक्षा 6 पट जास्त आहे, ज्यामुळे रॉकेट इंजिनमध्ये वापरल्यास, नोजलचे वस्तुमान 20-30% कमी करणे शक्य होते. अंतराळ तंत्रज्ञानाचे वस्तुमान कमी केल्याने अनेक समस्यांचे निराकरण होते: ते अंतराळ यानाचे अंतराळातील मुक्काम लांबवते, ते दूरपर्यंत उड्डाण करण्यास आणि संशोधनासाठी कोणतीही उपयुक्त उपकरणे वाहून नेण्यास अनुमती देते. त्याच वेळी, ऊर्जा पुरवठ्याचा प्रश्न सोडवला जात आहे. सूक्ष्म उपकरणे लवकरच अनेक घटनांचा अभ्यास करण्यासाठी वापरली जातील, उदाहरणार्थ, सौर किरणांचा पृथ्वीवरील प्रक्रियांवर आणि पृथ्वीच्या जवळच्या अवकाशात होणारा परिणाम.

2025 मध्ये नॅनोटेक्नॉलॉजीवर आधारित पहिले असेंबलर दिसून येतील अशी अपेक्षा आहे. हे सैद्धांतिकदृष्ट्या शक्य आहे की ते तयार अणूंपासून कोणतीही वस्तू तयार करण्यास सक्षम असतील. संगणकावर कोणतेही उत्पादन डिझाइन करण्यासाठी ते पुरेसे असेल आणि ते नॅनोरोबॉट्सच्या असेंब्ली कॉम्प्लेक्सद्वारे एकत्र केले जाईल आणि गुणाकार केले जाईल. पण तरीही नॅनो तंत्रज्ञानाच्या या सर्वात सोप्या शक्यता आहेत. हे सिद्धांतावरून ज्ञात आहे की रॉकेट इंजिन मोडवर अवलंबून त्यांचा आकार बदलू शकल्यास ते चांगल्या प्रकारे कार्य करतील. नॅनो टेक्नॉलॉजीच्या वापरानेच हे प्रत्यक्षात येईल. स्टीलपेक्षा मजबूत, लाकडापेक्षा हलकी असलेली रचना, थ्रस्टची ताकद आणि दिशा बदलून विस्तारित, आकुंचन आणि वाकण्यास सक्षम असेल. अंतराळयान सुमारे तासाभरात परिवर्तन करण्यास सक्षम असेल. नॅनोटेक्नॉलॉजी, स्पेस सूटमध्ये तयार केलेली आणि पदार्थांचे अभिसरण सुनिश्चित करणे, एखाद्या व्यक्तीला त्यात अमर्यादित काळ राहण्याची परवानगी देईल. नॅनोरोबॉट्स इतर ग्रहांच्या वसाहतीबद्दलचे विज्ञान कल्पित स्वप्न साकार करण्यास सक्षम आहेत, ही उपकरणे त्यांच्यावर मानवी जीवनासाठी आवश्यक निवासस्थान तयार करण्यास सक्षम असतील. परिभ्रमण प्रणाली, महासागरातील कोणतीही संरचना, पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर आणि हवेत स्वयंचलितपणे तयार करणे शक्य होईल (तज्ञांनी 2025 पर्यंत याचा अंदाज लावला आहे).

1.3.2 कृषी आणि उद्योगातील नॅनो तंत्रज्ञान

नॅनो टेक्नॉलॉजीमध्ये शेतीमध्ये क्रांती घडवण्याची क्षमता आहे. यापासून वनस्पती आणि प्राण्यांना “मुक्त” करून आण्विक रोबोट अन्न तयार करण्यास सक्षम असतील. यासाठी, ते कोणतीही "गवत सामग्री" वापरतील: पाणी आणि हवा, जिथे मुख्य आवश्यक घटक आहेत - कार्बन, ऑक्सिजन, नायट्रोजन, हायड्रोजन, अॅल्युमिनियम आणि सिलिकॉन आणि बाकीचे, "सामान्य" सजीवांसाठी. सूक्ष्म प्रमाणात आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, मध्यवर्ती दुव्याला बायपास करून थेट गवतापासून दूध तयार करणे सैद्धांतिकदृष्ट्या शक्य आहे - एक गाय. तळलेले चिकन किंवा स्मोक्ड लार्डचा तुकडा खाण्यासाठी एखाद्या व्यक्तीला प्राणी मारण्याची गरज नाही. ग्राहकोपयोगी वस्तूंचे उत्पादन "घरपोच" केले जाईल.

नॅनोफूड (नॅनोफूड) - हा शब्द नवीन, अस्पष्ट आणि कुरूप आहे. नॅनोह्युमनसाठी अन्न? खूप लहान भाग? नॅनोफॅक्टरीजमध्ये बनवलेले अन्न? नक्कीच नाही. पण तरीही, अन्न उद्योगात ही एक मनोरंजक दिशा आहे. असे दिसून आले की नॅनोएटिंग हा वैज्ञानिक कल्पनांचा एक संपूर्ण संच आहे जो आधीपासूनच अंमलबजावणी आणि उद्योगात लागू होण्याच्या मार्गावर आहे. प्रथम, नॅनोटेक्नॉलॉजी अन्न उत्पादकांना उत्पादन प्रक्रियेत थेट उत्पादनांच्या गुणवत्तेचे आणि सुरक्षिततेचे एकूण रिअल-टाइम मॉनिटरिंगसाठी अद्वितीय संधी प्रदान करू शकते. आम्ही विविध नॅनोसेन्सर किंवा तथाकथित क्वांटम डॉट्स वापरून डायग्नोस्टिक मशीन्सबद्दल बोलत आहोत जे उत्पादनांमधील सर्वात लहान रासायनिक दूषित घटक किंवा धोकादायक जैविक घटक द्रुतपणे आणि विश्वासार्हपणे शोधू शकतात. आणि अन्न उत्पादन, आणि त्याची वाहतूक आणि साठवण पद्धती नॅनोटेक्नॉलॉजी उद्योगाकडून उपयुक्त नवकल्पनांचा वाटा मिळवू शकतात. शास्त्रज्ञांच्या म्हणण्यानुसार, या प्रकारची पहिली वस्तुमान-उत्पादित मशीन पुढील चार वर्षांत मोठ्या प्रमाणावर अन्न उत्पादनात दिसून येईल.

परंतु अधिक मूलगामी कल्पना देखील अजेंडावर आहेत. आपण पाहू शकत नसलेले नॅनोकण गिळण्यास तयार आहात का? पण जर नॅनोपार्टिकल्सचा उपयोग शरीराच्या तंतोतंत निवडलेल्या भागांमध्ये फायदेशीर पदार्थ आणि औषधे पोहोचवण्यासाठी हेतुपूर्वक केला गेला तर? अशा नॅनोकॅप्सूलचा खाद्यपदार्थांमध्ये समावेश केला जाऊ शकतो तर? आतापर्यंत, कोणीही नॅनोफूड वापरला नाही, परंतु प्राथमिक घडामोडी आधीच सुरू आहेत. सिलिकॉन, सिरॅमिक्स किंवा पॉलिमर आणि अर्थातच सेंद्रिय पदार्थांपासून खाद्य नॅनोपार्टिकल्स बनवता येतात, असे तज्ज्ञांचे म्हणणे आहे. आणि जर तथाकथित "सॉफ्ट" कणांच्या सुरक्षेबाबत सर्व काही स्पष्ट असेल, ज्याची रचना आणि रचना जैविक पदार्थांसारखीच असेल, तर अजैविक पदार्थांनी बनलेले "कठोर" कण दोन प्रदेशांच्या छेदनबिंदूवर एक मोठा पांढरा डाग आहे - नॅनो तंत्रज्ञान आणि जीवशास्त्र. असे कण शरीरात कोणत्या मार्गाने प्रवास करतील आणि परिणामी ते कुठे थांबतील हे शास्त्रज्ञ अजूनही सांगू शकत नाहीत. हे पाहणे बाकी आहे. परंतु काही तज्ञ आधीच योग्य पेशींना मौल्यवान पोषक द्रव्ये पोहोचवण्यापलीकडे नॅनोएटिंगच्या फायद्यांचे भविष्यवादी चित्र रंगवत आहेत. कल्पना खालीलप्रमाणे आहे: प्रत्येकजण समान पेय खरेदी करतो, परंतु नंतर ग्राहक नॅनोकणांवर अशा प्रकारे नियंत्रण ठेवण्यास सक्षम असेल की त्याच्या डोळ्यांसमोर पेयाची चव, रंग, सुगंध आणि एकाग्रता बदलेल.

धडा 2. औषधातील नॅनो तंत्रज्ञान

नॅनोटेक्नॉलॉजी औषध नॅनोरोबोट

आफ्रिकेतील बहुतेक देश आणि दक्षिण अमेरिकेतील काही देशांचा अपवाद वगळता मूलभूत संशोधन आणि उपयोजित संशोधनाच्या चौकटीत नॅनोमटेरियलच्या गुणधर्मांचा अभ्यास जवळजवळ जगभरात केला जातो. सर्वात मोठे यश यूएसए, जपान आणि फ्रान्समध्ये मिळाले. आपला देश अनेक दशकांपासून नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या क्षेत्रात संशोधन करत आहे. काही क्षेत्रांमध्ये, रशियन शास्त्रज्ञ जगातील प्राधान्य स्थान व्यापतात.

नॅनोमेडिसिन खालील शक्यतांद्वारे दर्शविले जाते:

1. एक चिप वर लॅब, शरीरात लक्ष्यित औषध वितरण.

2. डीएनए - चिप्स (वैयक्तिक औषधांची निर्मिती).

3. कृत्रिम एंजाइम आणि ऍन्टीबॉडीज.

4. कृत्रिम अवयव, कृत्रिम कार्यात्मक पॉलिमर (सेंद्रिय ऊतींचे पर्याय). ही दिशा कृत्रिम जीवनाच्या कल्पनेशी जवळून जोडलेली आहे आणि भविष्यात कृत्रिम चेतनेसह आणि आण्विक स्तरावर स्वत: ची उपचार करण्यास सक्षम रोबोट्सची निर्मिती होते.

5. नॅनोरोबॉट्स-सर्जन (जैविक तंत्र जे बदल करतात आणि आवश्यक वैद्यकीय क्रिया करतात, कर्करोगाच्या पेशी ओळखतात आणि त्यांचा नाश करतात). औषधातील नॅनोटेक्नॉलॉजीचा सर्वात मूलगामी उपयोग म्हणजे आण्विक नॅनोरोबॉट्सची निर्मिती असेल जे संक्रमण आणि कर्करोगाच्या ट्यूमर नष्ट करू शकतात, खराब झालेले DNA, ऊतक आणि अवयव दुरुस्त करू शकतात, शरीराच्या संपूर्ण जीवन समर्थन प्रणालीची डुप्लिकेट बनवू शकतात आणि शरीराचे गुणधर्म बदलू शकतात.

एकल अणूला वीट किंवा "तपशील" म्हणून विचारात घेऊन, नॅनोटेक्नॉलॉजी या तपशिलांमधून इच्छित वैशिष्ट्यांसह साहित्य तयार करण्याचे व्यावहारिक मार्ग शोधत आहेत. अनेक कंपन्यांना अणू आणि रेणू विशिष्ट संरचनांमध्ये कसे एकत्र करायचे हे आधीच माहित आहे.

2.1 कर्करोगाच्या पेशींविरूद्धच्या लढ्यात नॅनोटेक्नॉलॉजी

नॅनोटेक्नॉलॉजीमधील अलीकडील प्रगती, शास्त्रज्ञांच्या मते, कर्करोगाविरूद्धच्या लढ्यात खूप उपयुक्त ठरू शकते. कर्करोगविरोधी औषध विकसित केले गेले आहे जे थेट लक्ष्यापर्यंत - घातक ट्यूमरने प्रभावित पेशींमध्ये वितरित केले जाते. नॅनोपार्टिकल्स औषधांसाठी वाहतूक म्हणून काम करू शकतात, सक्रिय पदार्थ संक्रमित भागात नक्की आणतात. बायोसिलिकॉन म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या सामग्रीवर आधारित ही एक नवीन प्रणाली आहे. नॅनोसिलिकॉनमध्ये सच्छिद्र रचना आहे (व्यासाचे दहा अणू), जे औषधे, प्रथिने आणि रेडिओन्यूक्लाइड्सचा परिचय देण्यासाठी सोयीस्कर आहे. ध्येय गाठल्यानंतर, बायोसिलिकॉनचे विघटन होण्यास सुरवात होते आणि त्याद्वारे वितरित औषधे कार्य करण्यासाठी घेतली जातात. शिवाय, विकसकांच्या मते, नवीन प्रणाली आपल्याला औषधाचा डोस समायोजित करण्यास अनुमती देते.

या नवीन थेरपीच्या विकासाची पुढची पायरी म्हणजे किरणोत्सर्गी सोन्याच्या नॅनोकणांचा वापर करून प्रयोगशाळेतील उंदरांमध्ये ट्यूमर बरा करण्याचा यशस्वी प्रयोग.

प्रथम, शास्त्रज्ञांनी किरणोत्सर्गी सोन्याचे समस्थानिक 198 वापरून सोन्याचे नॅनोकण तयार केले. नॅनोकणांना बायोकॉम्पॅटिबल बनवण्यासाठी आणि त्यांना रक्तप्रवाहात मुक्तपणे फिरता यावे यासाठी नॅनोकणांना नंतर गम अरबी ग्लायकोप्रोटीनने लेपित केले गेले. उंदरांवर केलेल्या प्रयोगांतून असे दिसून आले आहे की, रक्तामध्ये इंजेक्शन दिल्यानंतर, नॅनोकण मानवी प्रोस्टेट ट्यूमरच्या ऊतींमध्ये केंद्रित होतात, व्यावहारिकपणे इतर अवयवांमध्ये किरणोत्सर्ग प्रसारित न करता.

नॅनो पार्टिकल्स मिळालेल्या उंदरांचा तीन आठवड्यांपर्यंत पाठपुरावा करण्यात आला. या कालावधीच्या अखेरीस, किरणोत्सर्गाशिवाय नॅनोकण मिळालेल्या प्राण्यांच्या तुलनेत ट्यूमरचे प्रमाण 82% कमी झाले. याव्यतिरिक्त, पहिल्या गटातील प्राण्यांचे वजन दुसऱ्या गटातील प्राण्यांच्या तुलनेत, निरीक्षणादरम्यान कमी झाले नाही. शास्त्रज्ञांनी उंदरांच्या रक्ताचीही चाचणी केली आणि त्यांना रेडिएशनच्या संपर्कात येण्याची कोणतीही चिन्हे आढळली नाहीत.

गेल्या काही वर्षांपासून, सेंटर फॉर बायोलॉजिकल नॅनोटेक्नॉलॉजीचे कर्मचारी मायक्रोसेन्सर तयार करण्यावर काम करत आहेत ज्याचा वापर शरीरातील कर्करोगाच्या पेशी शोधण्यासाठी आणि या भयंकर रोगाशी लढण्यासाठी केला जाईल.

कर्करोगाच्या पेशी ओळखण्याचे एक नवीन तंत्र मानवी शरीरात डेंड्रिमर्स (ग्रीक डेंड्रॉन - झाडापासून) नावाच्या सिंथेटिक पॉलिमरपासून बनवलेल्या लहान गोलाकार जलाशयांच्या रोपणावर आधारित आहे. हे पॉलिमर गेल्या दशकात संश्लेषित केले गेले आहेत आणि त्यांची मूलभूतपणे नवीन, घन नसलेली रचना आहे जी कोरल किंवा लाकडाच्या संरचनेसारखी आहे. अशा पॉलिमरला हायपरब्रँच्ड किंवा कॅस्केड म्हणतात. ज्यांच्या फांद्या नियमित असतात त्यांना डेंड्रिमर म्हणतात. व्यासामध्ये, असा प्रत्येक गोल किंवा नॅनोसेन्सर केवळ 5 नॅनोमीटरपर्यंत पोहोचतो - मीटरच्या 5 अब्जांश, ज्यामुळे अशा अब्जावधी नॅनोसेन्सर लहान जागेत ठेवणे शक्य होते.

शरीराच्या आत गेल्यावर, हे लहान सेन्सर लिम्फोसाइट्समध्ये प्रवेश करतील, पांढऱ्या रक्त पेशी ज्या शरीराला संक्रमण आणि इतर रोगजनकांच्या विरूद्ध संरक्षण प्रतिसाद देतात. जेव्हा लिम्फॉइड पेशींची रोगप्रतिकारक प्रतिक्रिया एखाद्या विशिष्ट रोगास किंवा पर्यावरणीय स्थितीस - सर्दी किंवा किरणोत्सर्गाच्या संपर्कात येते, उदाहरणार्थ - सेलची प्रथिने रचना बदलते. प्रत्येक नॅनोसेन्सर, विशेष रसायनांनी लेपित, अशा बदलांसह चमकू लागेल.

ही चमक पाहण्यासाठी शास्त्रज्ञ रेटिनाचे स्कॅनिंग करणारे खास उपकरण तयार करणार आहेत. अशा उपकरणाच्या लेसरने लिम्फोसाइट्सची चमक शोधली पाहिजे जेव्हा ते फंडसच्या अरुंद केशिकामधून एक-एक करून जातात. जर लिम्फोसाइट्समध्ये पुरेसे लेबल केलेले सेन्सर असतील तर सेलचे नुकसान शोधण्यासाठी 15-सेकंद स्कॅनची आवश्यकता असेल, असे शास्त्रज्ञ म्हणतात.

2.2 नॅनोबॉट्स

आधुनिक विज्ञान आणि अभियांत्रिकी विविध समस्या सोडवण्यासाठी रोबोटिक तंत्रज्ञानाची मदत आवश्यक आहे. त्याच वेळी, शास्त्रज्ञांना भेडसावणाऱ्या समस्यांसाठी बादलीच्या एका हालचालीने खड्डा खोदण्यास सक्षम असलेल्या राक्षसांची नव्हे तर डोळ्यांना न दिसणार्‍या लहान यंत्रांची निर्मिती आवश्यक आहे. ही अभियांत्रिकी उत्पादने नेहमीच्या अर्थाने रोबोट्ससारखी नसतात, परंतु ते विद्यमान अल्गोरिदमनुसार स्वतंत्रपणे जटिल कार्ये करण्यास सक्षम असतात. अशा यंत्रांना नॅनोरोबॉट्स म्हणतात.

नॅनोरोबॉट्सची व्याप्ती खूप विस्तृत आहे. खरं तर, कोणत्याही जटिल प्रणालीचे कार्य तयार करणे, डीबग करणे आणि देखरेख करताना ते आवश्यक असू शकतात. नॅनोमशिन्सचा वापर इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये मिनीडिव्हाइसेस किंवा इलेक्ट्रिकल सर्किट तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो - या तंत्रज्ञानाला आण्विक नॅनोअसेंबली म्हणतात. भविष्यात, घटकांच्या कारखान्यातील कोणतीही असेंब्ली अणूंच्या साध्या असेंब्लीद्वारे बदलली जाऊ शकते.

मात्र, औषधात नॅनोरोबॉट्सचा वापर केल्याचा मुद्दा आता ऐरणीवर आला आहे. मानवी शरीर, जसे होते, नॅनोरोबॉट्सची कल्पना सुचवते, कारण त्यात स्वतःच अनेक नैसर्गिक नॅनोमेकॅनिझम असतात: अनेक न्युट्रोफिल्स, लिम्फोसाइट्स आणि पांढऱ्या रक्त पेशी शरीरात सतत कार्य करतात, खराब झालेले ऊतक पुनर्संचयित करतात, आक्रमण करणारे सूक्ष्मजीव नष्ट करतात आणि परदेशी कण काढून टाकतात. विविध अवयव. पारंपारिक इंजेक्शनद्वारे, नॅनोरोबॉट्स रक्त किंवा लिम्फमध्ये इंजेक्ट केले जाऊ शकतात. बाह्य वापरासाठी, या रोबोट्ससह द्रावण टिश्यू साइटवर लागू केले जाऊ शकते. विकसित दिशानिर्देशांपैकी एक म्हणजे प्रभावित पेशींमध्ये औषधाची वाहतूक. अशा नॅनोरोबॉट्स प्रभावी असू शकतात, उदाहरणार्थ, कर्करोगाच्या ट्यूमरच्या औषध उपचारांमध्ये.

नॅनोरोबॉट्स अक्षरशः सर्वकाही करू शकतात: कोणत्याही अवयव आणि प्रक्रियांच्या स्थितीचे निदान करा, या प्रक्रियेत हस्तक्षेप करा, औषधे वितरीत करा, ऊती कनेक्ट करा आणि नष्ट करा आणि नवीन संश्लेषित करा. खरं तर, नॅनोरोबॉट्स एखाद्या व्यक्तीला त्यांच्या सर्व ऊतींची प्रतिकृती बनवून कायमचे नवजीवन देऊ शकतात. या टप्प्यावर, शास्त्रज्ञांनी एक जटिल प्रोग्राम विकसित केला आहे जो शरीरातील नॅनोरोबॉट्सच्या डिझाइन आणि वर्तनाचे अनुकरण करतो. धमनी वातावरणातील युक्ती, सेन्सर वापरून प्रथिने शोधण्याचे अत्यंत तपशीलवार पैलू. शास्त्रज्ञांनी मधुमेहावरील उपचारांसाठी नॅनोरोबॉट्सचे आभासी अभ्यास, उदरपोकळीचा अभ्यास, मेंदूतील धमनीविस्फार, कर्करोग, विषारी पदार्थांपासून बायोप्रोटेक्शन यांचा अभ्यास केला आहे.

येथे, नॅनोटेक्नॉलॉजीचा सर्वात मोठा प्रभाव अपेक्षित आहे, कारण त्याचा परिणाम समाजाच्या अस्तित्वाच्या आधारावर होतो - मनुष्य. नॅनोटेक्नॉलॉजी भौतिक जगाच्या अशा मितीय पातळीवर पोहोचते, ज्यावर सजीव आणि निर्जीव यांच्यातील फरक स्थिर होतो - ही आण्विक मशीन आहेत. नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या विकसित स्वरूपात नॅनोरोबॉट्सचे बांधकाम, अजैविक अणू रचनेची आण्विक यंत्रे यांचा समावेश आहे, ही यंत्रे अशा बांधकामाची माहिती घेऊन त्यांच्या प्रती तयार करू शकतील. त्यामुळे सजीव आणि निर्जीव यांच्यातील रेषा पुसट होऊ लागते. आजपर्यंत, फक्त एक आदिम चालणारा DNA रोबोट तयार केला गेला आहे.

औषधात, नॅनो तंत्रज्ञान वापरण्याची समस्या आण्विक स्तरावर सेलची रचना बदलण्याची गरज आहे, म्हणजे. नॅनोरोबॉट्सच्या मदतीने "आण्विक शस्त्रक्रिया" करणे. आण्विक रोबोटिक डॉक्टर तयार करणे अपेक्षित आहे जे मानवी शरीराच्या आत "जगणे" करू शकतात, उद्भवणारे सर्व नुकसान दूर करू शकतात किंवा अशा घटना रोखू शकतात. वैयक्तिक अणू आणि रेणू हाताळून, नॅनोरोबॉट्स पेशी दुरुस्त करण्यास सक्षम असतील. रोबोटिक डॉक्टरांच्या निर्मितीसाठी अंदाजित संज्ञा 21 व्या शतकाच्या पूर्वार्धात आहे.

ही उद्दिष्टे साध्य करण्यासाठी, मानवतेला तीन मुख्य प्रश्न सोडवणे आवश्यक आहे:

1. रेणू दुरुस्त करू शकणारे आण्विक रोबोट डिझाइन आणि तयार करा.

2. नॅनोकॉम्प्युटर डिझाइन आणि तयार करा जे नॅनोमशीन्स नियंत्रित करतील.

3. मानवी शरीरातील सर्व रेणूंचे संपूर्ण वर्णन तयार करा, दुसऱ्या शब्दांत, अणू स्तरावर मानवी शरीराचा नकाशा तयार करा.

नॅनोटेक्नॉलॉजीची मुख्य अडचण म्हणजे पहिला नॅनोबॉट तयार करण्याची समस्या. अनेक आशादायक दिशानिर्देश आहेत.

त्यापैकी एक म्हणजे स्कॅनिंग टनेलिंग मायक्रोस्कोप किंवा अणुशक्ती सूक्ष्मदर्शक सुधारणे आणि स्थितीविषयक अचूकता आणि पकड शक्ती प्राप्त करणे.

रासायनिक संश्लेषणाद्वारे पहिला नॅनोरोबोट तयार करण्याचा आणखी एक मार्ग आहे. सोल्युशनमध्ये स्वत: ची असेंब्ली करण्यास सक्षम असलेल्या जटिल रासायनिक घटकांची रचना आणि संश्लेषण करणे शक्य आहे.

आणि दुसरा मार्ग बायोकेमिस्ट्रीद्वारे जातो. रिबोसोम्स (पेशीच्या आत) हे विशेष नॅनोरोबॉट्स आहेत आणि आम्ही त्यांचा वापर अधिक बहुमुखी रोबोट्स तयार करण्यासाठी करू शकतो. हे नॅनोरोबॉट्स वृद्धत्वाची प्रक्रिया कमी करण्यास, वैयक्तिक पेशींवर उपचार करण्यास आणि वैयक्तिक न्यूरॉन्सशी संवाद साधण्यास सक्षम असतील.

संशोधन कार्य तुलनेने अलीकडे सुरू झाले आहेत, परंतु या क्षेत्रातील शोधांची गती अत्यंत उच्च आहे. अनेकांचा असा विश्वास आहे की हे औषधाचे भविष्य आहे.

जपानमध्ये, शास्त्रज्ञांनी "नॅनोब्रेन" विकसित केले आहे - एक आण्विक रचना जी तुम्हाला नॅनोरोबॉट्स नियंत्रित करण्यास अनुमती देते. प्रयोगाचा एक भाग म्हणून, "नॅनोब्रेन" च्या मदतीने विविध नॅनोमशिन्स सर्वात सोप्या आदेशांची अंमलबजावणी करण्यास सक्षम होत्या. ‘नॅनोब्रेन’ चा वापर सुपर कॉम्प्युटर तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

इंटरनॅशनल सेंटर फॉर यंग सायंटिस्ट्सच्या कर्मचार्‍यांनी एक जटिल आण्विक रचना तयार केली ज्यामुळे एकाच वेळी अनेक नॅनोमशिन्स नियंत्रित करणे शक्य झाले. संशोधकांनी एक प्रयोग सेट केला ज्यामध्ये त्यांनी हे सिद्ध केले की 17 DRQ रेणूंची रचना (बेंझोक्विनोन आणि टेट्रामेथाइल यांचा समावेश आहे) प्रोसेसर प्रमाणेच कार्य करते जे प्रत्येक चक्रात 16 सूचना करतात.

17 DRQ रेणू एका आण्विक मशीनमध्ये तयार केले जाऊ शकतात जे 4 अब्ज भिन्न संयोजनांना एन्कोड करण्यास सक्षम आहेत. परिणामी आण्विक संरचनेचा आकार फक्त 2 नॅनोमीटर आहे. "नॅनोब्रेन" चे हे जगातील पहिले कार्यरत उदाहरण आहे.

असे गृहीत धरले जाते की "नॅनोब्रेन" नॅनोरोबॉट्स तयार करण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो, ज्याचे प्रकल्प अद्याप विकसित होत आहेत.

2.3 विषाचे रक्त शुद्ध करण्यासाठी नॅनोमॅग्नेट्स वापरणे

वैद्यकशास्त्रातील नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापरात सहभागी असलेल्या शास्त्रज्ञांनी सांगितले की त्यांनी काही तासांतच रक्तातील विषारी पदार्थ शुद्ध करण्याचा मार्ग विकसित केला आहे. यासाठी खास नॅनोमॅग्नेट्स वापरतात. प्रत्येक नॅनोमॅग्नेटचा व्यास 30 नॅनोमीटर असतो आणि अशा चुंबकाचा एक ग्रॅम एका व्यक्तीचे रक्त काही तासांत विशिष्ट विषापासून शुद्ध करण्यासाठी पुरेसे असते.

रक्त शुध्दीकरणासाठी नॅनोमॅग्नेट्सचा वापर हा झुरिचमधील रसायनशास्त्र आणि जैव अभियांत्रिकी संस्थेतील शास्त्रज्ञ इंगे हेरमन यांच्या प्रबंध संशोधनाचा विषय होता. शास्त्रज्ञांना असे आढळून आले आहे की रक्तातील चुंबक विषाच्या रेणूंना आकर्षित करण्यासाठी तयार केले जाऊ शकतात. रक्त बऱ्यापैकी चिकट असल्याने, चुंबक हलक्या थरथरत्या रक्तात मिसळले. पाच मिनिटांपेक्षा कमी वेळात, चुंबकाने संबंधित विषाचे सर्व रेणू त्यांच्याकडे आकर्षित केले. दर बंधनकारक स्थिरांकाद्वारे निर्धारित केला जातो आणि हा निर्देशक जितका जास्त असेल तितक्या वेगाने प्रतिपिंड प्रतिजनकडे आकर्षित होईल. शुद्धीकरण प्रक्रियेनंतर, नॅनोमॅग्नेट्स रक्तवाहिनीच्या बाहेरील भिंतीवर मोठ्या स्थायी चुंबकाचा वापर करून फिल्टर केले जातात.

चुंबकाच्या गुळगुळीत, सच्छिद्र नसलेल्या पृष्ठभागावर मोठी आकर्षण शक्ती असते. आणखी एक फायदा असा आहे की चुंबकांना अचूकपणे परिभाषित रेणूंशी जुळवून घेता येते जेणेकरून चुंबक प्रतिपिंड, लाल रक्तपेशी किंवा रक्त प्रथिनांच्या कार्यात व्यत्यय आणू शकत नाहीत.

सध्या, रक्तप्रवाहातील विषारी पदार्थ फिल्टर करण्यासाठी डायलिसिस, फिल्टरेशन किंवा डिप्लेशन पद्धती या पद्धती वापरल्या जातात. तथापि, शरीराद्वारे तयार केलेल्या किंवा बाहेरून आणलेल्या अनेक पदार्थांचे रेणू खूप मोठे आहेत जे या पद्धतींचा वापर करून महत्त्वपूर्ण पदार्थांच्या रेणूंवर परिणाम न करता काढता येऊ शकतात. आतापर्यंत, रक्ताच्या प्लाझ्माची संपूर्ण बदली ही एकमेव पद्धत मानली जात होती, म्हणून जर्मन शास्त्रज्ञ त्यांच्या पद्धतीला औषधाच्या या क्षेत्रातील एक प्रगती मानतात, कारण चुंबक खूप मोठ्या आणि अगदी लहान रेणूंना आकर्षित करू शकतात.

पूर्वीच्या प्रयोगांमध्ये, शास्त्रज्ञांनी खूप मोठ्या संख्येने चुंबक वापरले, ज्यामुळे लाल रक्तपेशींचा नाश झाला, परंतु आता कोणतेही नकारात्मक परिणाम ओळखले गेले नाहीत: नॅनोमॅग्नेट्स लाल रक्तपेशी किंवा रक्त गोठण्यावर परिणाम करत नाहीत. चुंबकाच्या वापरामुळे रक्तामध्ये जास्त लोह बाहेर पडेल ही भीतीही निराधार ठरली.

सध्या, शास्त्रज्ञांनी ही पद्धत मानवांसाठी पूर्णपणे सुरक्षित आहे की नाही हे शोधण्यासाठी पूर्ण-प्रमाणात चाचणी सुरू करण्याचा विचार केला आहे.

2.4 रेटिना रोपण

तेल अवीव युनिव्हर्सिटी ऑफ इलेक्ट्रॉनिक इंजिनीअरिंगचे प्रोफेसर याएल खानिन यांनी केलेल्या संशोधनामुळे पेशींच्या ऊतींच्या वाढीस चालना देण्यासाठी इलेक्ट्रोड्स रेटिनल नर्व्ह्सला जोडून त्यांची दृष्टी गमावलेल्या लोकांसाठी आशा निर्माण होते. प्राण्यांवर या विकासाची यशस्वी चाचणी आधीच झाली आहे.

आतापर्यंत, त्याचा विकास मेंदूच्या तंत्रिका ऊतकांच्या पुनर्संचयित करण्याच्या कामात वापरला जातो. विकास हा नॅनोसाइज्ड कार्बन ट्यूबचा पास्ता सारखा वस्तुमान आहे. विद्युत प्रवाहाच्या साहाय्याने या. खानिनने उंदराच्या मेंदूतील न्यूरॉन्स या वस्तुमानावर वाढविण्यात यश मिळवले. ती म्हणते की, अशी वाढ ही एक अतिशय गुंतागुंतीची प्रक्रिया आहे, परंतु न्यूरॉन्स नवीन संरचनेशी चांगल्या प्रकारे जुळवून घेतात, त्यांच्याशी शारीरिक आणि विद्युतरित्या जोडतात. अशा जटिल संरचनेच्या मदतीने, न्यूरॉन्स दरम्यान होणाऱ्या प्रक्रियांचे तपशीलवार निरीक्षण करता येते.

रेटिनल डीजेनेरेशनच्या उपचारांसाठी विकास आधीच लागू केला जाऊ शकतो. असे रोग असाध्य मानले जातात आणि शास्त्रज्ञ बर्याच काळापासून खराब झालेल्या पेशी पुनर्स्थित करण्याचा मार्ग शोधत आहेत. तथापि, या. खानिनने रेटिनल इम्प्लांट तयार करण्यात व्यवस्थापित केले जे खराब झालेल्या भागात ऊतींचे क्रियाकलाप पुनर्संचयित करतात. लवचिक पारदर्शक सब्सट्रेटवर वाढलेल्या, नवीन पेशी डोळयातील पडदामध्ये मिसळतात आणि गमावलेली दृष्टी पुनर्संचयित करतात.

2.5 नॅनोटिटॅनियम रोपण

युनायटेड स्टेट्समध्ये, रशियन नॅनोटेक्नॉलॉजिस्टसह, दंतचिकित्सामध्ये वापरण्यासाठी प्रथम नॅनोटिटॅनियम इम्प्लांटचे उत्पादन सुरू झाले आहे. रशियाच्या भागावर, संशोधन आणि उत्पादन कंपनी "नॅनोमेट" विशेषतः या प्रकल्पात सामील होती.

ज्या नॅनोमटेरिअलमधून असे रोपण केले जाते ते नेहमीपेक्षा जास्त मजबूत असते आणि हाडांच्या ऊतींशी जलद जुळते आणि ते अधिक टिकाऊ देखील असतात.

संशोधक रेणूला नॅनोकॉइलमध्ये बदलू शकले, नॅनोस्ट्रक्चरचा एक प्रकार ज्याने अलीकडेच इतर रेणूंना स्वतःशी जोडण्याच्या क्षमतेसाठी शास्त्रज्ञांचे लक्ष वेधून घेतले आहे. हा विकास फार्मास्युटिकल्स, बायोमेडिसिन, बायोसेन्सर्सच्या उत्पादनासाठी आणि बरेच काही यासारख्या क्षेत्रांमध्ये नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या परिचयासाठी आशादायक असू शकतो.

नॅनोकॉइल्स नॅनोटेक्नॉलॉजीमध्ये एक नवीन संकल्पना दर्शवतात कारण त्यांच्याकडे खूप मोठे पृष्ठभाग आहे आणि त्याच वेळी ते जलद द्रव हालचाल प्रदान करतात. ते जुन्या टेलिफोनच्या तारासारखे दिसतात. त्यांच्यावर प्रतिक्रिया उत्प्रेरक ठेवणे खूप सोयीचे आहे आणि त्यांच्या अनुप्रयोगाची श्रेणी खूप विस्तृत आहे.

शास्त्रज्ञांना सिलिका नॅनोकॉइलमध्ये एंजाइम जोडण्याचा एक मार्ग सापडला आहे जेणेकरून ते इतर प्रतिक्रिया सुलभ करण्यासाठी जैविक उत्प्रेरक म्हणून कार्य करतात. अशा सर्पिलच्या आधारे, बायोसेन्सर तयार करणे शक्य आहे, जे विषाच्या उपस्थितीला त्वरीत प्रतिसाद देईल. नॅनोकॉइल विविध जैविक रेणू स्वतःला किती सहजपणे जोडतात हे शास्त्रज्ञ महत्त्वाचे मानतात. ते केवळ एंजाइमसहच नव्हे तर, उदाहरणार्थ, प्रतिपिंडांसह देखील लेपित केले जाऊ शकतात. सर्पिल स्वतः विविध सब्सट्रेट्सवर रासायनिक बाष्प साठा वापरून उगवले जातात.

फ्रेंच शास्त्रज्ञांनी नॅनोमटेरियलचा शोध लावला आहे, ज्यामुळे गंभीरपणे खराब झालेले दात देखील पुनर्संचयित केले जाऊ शकतात. रोगग्रस्त दाताभोवती नॅनोमटेरियल फिल्म गुंडाळली जाऊ शकते, जी बरे होण्यास सुरवात होईल.

निष्कर्ष

वैज्ञानिक आणि तांत्रिक क्रांतीच्या ओघात, एक चळवळ "रुंदीत" आहे (निर्जीव पदार्थांसह, सजीव पदार्थाचा वापर सुरू होतो - अनुवांशिक अभियांत्रिकी) आणि एक चळवळ "खोल" (आण्विक ते अणू पातळीपर्यंत).

उदयोन्मुख नॅनो तंत्रज्ञानामुळे, भौतिक निरीक्षण पद्धतींच्या नियंत्रणाखाली, एखाद्या डिझायनरच्या तपशीलांप्रमाणे, वैयक्तिक अणूंमधून इच्छित गुणधर्मांचे क्रिस्टल्स एकत्र करणे शक्य होते, म्हणजे, वैयक्तिक अणूंना मीटरच्या एक अब्जांश आकारात पाहणे आणि हलवणे. . म्हणून नाव - नॅनोटेक्नॉलॉजी. आपण जे शिकलो त्यावरून खालील निष्कर्ष काढले जाऊ शकतात:

1. नॅनोटेक्नॉलॉजी हे भविष्याचे प्रतीक आहे, सर्वात महत्वाचे उद्योग, ज्याशिवाय सभ्यतेचा पुढील विकास अकल्पनीय आहे.

2. नॅनोटेक्नॉलॉजी वापरण्याच्या शक्यता जवळजवळ अक्षम्य आहेत - कर्करोगाच्या पेशी नष्ट करणाऱ्या सूक्ष्म संगणकांपासून ते पर्यावरण प्रदूषित न करणाऱ्या ऑटोमोबाईल इंजिनांपर्यंत.

3. नॅनोटेक्नॉलॉजी आज त्यांच्या बाल्यावस्थेत आहेत, मोठ्या क्षमतेने परिपूर्ण आहेत. भविष्यात, शास्त्रज्ञांना नॅनोसायन्सशी संबंधित अनेक समस्या सोडवाव्या लागतील आणि त्यातील सर्वात खोल रहस्ये समजून घ्याव्या लागतील. परंतु, असे असूनही, नॅनोटेक्नॉलॉजीचा आधुनिक माणसाच्या जीवनावर आधीच खूप गंभीर परिणाम होत आहे.

4. मोठ्या संधींमध्ये मोठे धोके असतात. या संदर्भात, एखाद्या व्यक्तीने अत्यंत सावधगिरीने नॅनोटेक्नॉलॉजीजच्या अभूतपूर्व शक्यतांचा विचार केला पाहिजे, त्याचे संशोधन शांततापूर्ण हेतूंकडे निर्देशित केले पाहिजे. अन्यथा, तो स्वतःचे अस्तित्व धोक्यात आणू शकतो.

आज नॅनोटेक्नॉलॉजीचे विशिष्ट अनुप्रयोग आहेत आणि या अनुप्रयोगांद्वारे उद्योग आणि बाजारपेठेत प्रवेश केला जात असूनही, हे स्पष्ट आहे की हे क्षेत्र अद्याप त्याच्या विकासाच्या अगदी सुरुवातीच्या टप्प्यावर आहे - नॅनो तंत्रज्ञानाने नवीन उद्योगाला जन्म दिला नाही. त्यांच्या विकासासाठी अपवादात्मक महत्त्व म्हणजे विविध मोजमाप आणि तांत्रिक उपकरणांचा विकास आणि उत्पादन - नॅनो तंत्रज्ञानाचा वाद्य आधार.

वापरलेल्या स्त्रोतांची यादी

1. एम. रायबाल्किना नॅनोटेक्नॉलॉजीचा परिचय, मॉस्को, 2005, 444 पी.

2. एल.एम. पोपोवा पाठ्यपुस्तक इंट्रोडक्शन टू नॅनोटेक्नॉलॉजी SPbGTURP, सेंट पीटर्सबर्ग, 2013. 96 p.: आजारी. ६३

3. बी.एम. बलोयन, ए.जी. कोल्माकोव्ह, एम.आय. अलिमोव्ह, ए.एम. क्रोटोव्ह ट्यूटोरियल नॅनोमटेरियल्स. वर्गीकरण, गुणधर्मांची वैशिष्ट्ये, अनुप्रयोग आणि उत्पादन तंत्रज्ञान मॉस्को, 2007

Allbest.ru वर होस्ट केलेले

...

तत्सम दस्तऐवज

नॅनोटेक्नॉलॉजीची संकल्पना अणु आणि आण्विक स्तरावर पदार्थ हाताळण्यासाठी पद्धती आणि तंत्रांचा एक संच म्हणून दिलेल्या अणू संरचनेसह उत्पादने तयार करण्यासाठी. औषधात नॅनो तंत्रज्ञानाच्या वापराचे मुख्य क्षेत्र आणि दिशानिर्देश.

सादरीकरण, 03/12/2015 जोडले


औषधात नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापरासाठी मुख्य संभावना. नॅनोरोबॉट्सचे रेस्पिरोसाइट्स, क्लोनसाइट्स, नॅनोरोबॉट्स-फॅगोसाइट्स आणि व्हॅस्कुलॉइड्समध्ये वर्गीकरण. वैद्यकीय नॅनोरोबॉट्ससाठी आवश्यकता. ऑपरेशनचे सिद्धांत आणि त्याच्या वैयक्तिक उपप्रणालींचे डिझाइन.

अमूर्त, 01/12/2012 जोडले


नॅनोटेक्नॉलॉजीवर आधारित मायक्रोस्कोपिक उपकरणांच्या औषधांमध्ये अर्ज. जीव आत काम करण्यासाठी microdevices निर्मिती. आण्विक जीवशास्त्राच्या पद्धती. नॅनोटेक्नॉलॉजिकल सेन्सर्स आणि विश्लेषक. औषध वितरण आणि सेल थेरपीसाठी कंटेनर.

अमूर्त, 03/08/2011 जोडले


नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या वापराचे मुख्य क्षेत्र. औषधात नॅनोरोबॉट्स. नॅनोकणांचे वाहतूक गुणधर्म. सेलमध्ये लक्ष्यित औषध वितरण. संभाव्य औषध वाहक म्हणून "गोल्डन" पॉलिमर. बहुस्तरीय औषध वितरण प्रणाली.

सादरीकरण, 03/20/2014 जोडले


वैद्यकीय रोबोट "दा विंची" च्या ऑपरेशनच्या तत्त्वाचा विचार करणे, जे शल्यचिकित्सकांना रुग्णाला स्पर्श न करता आणि त्याच्या ऊतींना कमीत कमी नुकसान न करता जटिल ऑपरेशन्स करण्यास अनुमती देते. यंत्रमानव आणि आधुनिक नॅनो तंत्रज्ञानाचा वैद्यकातील वापर आणि त्यांचे महत्त्व.

अमूर्त, 01/12/2011 जोडले


निदान, नियंत्रण, औषध वितरण या क्षेत्रातील संशोधन आणि विकासासह वैद्यकीय हेतूंसाठी नॅनोटेक्नॉलॉजीचा व्यावहारिक वापर म्हणून नॅनोमेडिसिन. अखंड ऑपरेशन्स आणि लेसर तंत्रज्ञान, वैशिष्ट्ये आणि आज त्यांच्या वापरासाठी अटी.

सादरीकरण, 05/04/2015 जोडले


नॅनोसोमल डोस फॉर्मचे फायदे. लसीकरणासाठी लिपोसोमल नॅनोकणांचा वापर आणि कर्करोगाच्या पेशींचा नाश करण्यासाठी नॅनोकण, हायड्रॉक्सीपाटाइटपासून सच्छिद्र नॅनोकॅप्सूल, दूरस्थ चुंबकीय पद्धतीने सुरू केलेल्या औषध वितरणासाठी नॅनोकॅप्सूल.

टर्म पेपर, 10/11/2014 जोडले


हाय-टेक फिजिओथेरपी काळजीची संकल्पना. आधुनिक फिजिओथेरपीमध्ये नवीन नाविन्यपूर्ण तंत्रज्ञानाच्या विकासाचे टप्पे. मायक्रोप्रोसेसर माहिती तंत्रज्ञानाचा वापर. नॅनो तंत्रज्ञानाचा वापर. रोबोटिक फिजिओथेरपी.

अमूर्त, 08/23/2013 जोडले


"नॅनोटेक्नॉलॉजीज" ही नॅनोमीटरच्या क्रमाने कार्य करणारी तंत्रज्ञान आहे. नॅनोटेक्नॉलॉजीचे दिशानिर्देश: रेणू (अणू) च्या आकाराच्या इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्सची निर्मिती, मशीन्सचा विकास आणि निर्मिती, अणू आणि रेणूंची हाताळणी; सूक्ष्म सेन्सर.

अमूर्त, 04/19/2009 जोडले


औषध आणि उद्योगात किरणोत्सर्गी किरणोत्सर्गाचा वापर. फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ ए. बेकरेल यांनी रेडिओएक्टिव्हिटीच्या शोधाचा इतिहास. विविध रोगांचे निदान आणि उपचार करण्यासाठी रेडिएशनचा वापर. रेडिएशन नसबंदीचे सार आणि वैशिष्ट्ये.

नॅनोटेक्नॉलॉजी नावाचे विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाचे क्षेत्र, संबंधित शब्दावली, तुलनेने अलीकडे दिसली.

• 1905 स्विस भौतिकशास्त्रज्ञ अल्बर्ट आइनस्टाईन यांनी एक पेपर प्रकाशित केला ज्यामध्ये त्यांनी सिद्ध केले की साखर रेणूचा आकार अंदाजे 1 नॅनोमीटर आहे. 1931 जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ मॅक्स नॉल आणि अर्न्स्ट रुस्का यांनी इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप तयार केला, ज्याने प्रथमच नॅनो-ऑब्जेक्ट्सचा अभ्यास करणे शक्य केले. १९५९ अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ रिचर्ड फेनमन यांनी अमेरिकन फिजिकल सोसायटीच्या वार्षिक सभेत "खोलीच्या मजल्यावर खेळणी" नावाचे पहिले व्याख्यान दिले. त्यांनी सूक्ष्मीकरणाच्या समस्यांकडे लक्ष वेधले, जे त्या वेळी भौतिक इलेक्ट्रॉनिक्स, यांत्रिक अभियांत्रिकी आणि संगणक शास्त्रात संबंधित होते. हे कार्य काहींना नॅनोटेक्नॉलॉजीमध्ये मूलभूत मानले जाते, परंतु या व्याख्यानाचे काही मुद्दे भौतिकशास्त्राच्या नियमांच्या विरोधात आहेत.
• 1968 अमेरिकन कंपनी बेलच्या वैज्ञानिक विभागाचे कर्मचारी अल्फ्रेड चो आणि जॉन आर्थर यांनी पृष्ठभागावरील उपचारांमध्ये नॅनोटेक्नॉलॉजीचा सैद्धांतिक पाया विकसित केला.
• 1974 टोकियो येथील औद्योगिक उत्पादनावरील आंतरराष्ट्रीय परिषदेत जपानी भौतिकशास्त्रज्ञ नोरियो तानिगुची यांनी "नॅनोटेक्नॉलॉजी" हा शब्द वैज्ञानिक अभिसरणात आणला. तानिगुचीने हा शब्द नॅनोमीटर अचूकतेसह सामग्रीच्या अल्ट्रा-फाईन प्रक्रियेचे वर्णन करण्यासाठी वापरला, त्याने त्याला एक मायक्रॉनपेक्षा कमी आकाराची यंत्रणा म्हणण्याचा प्रस्ताव दिला. या प्रकरणात, केवळ यांत्रिकच नाही तर प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) प्रक्रिया, तसेच विविध प्रकारच्या बीम (इलेक्ट्रॉनिक, आयनिक इ.) देखील विचारात घेतल्या गेल्या.
• 1982 जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ गेर्ड बिनिग आणि हेनरिक रोहरर यांनी नॅनोवर्ल्डमधील वस्तूंचा अभ्यास करण्यासाठी एक विशेष सूक्ष्मदर्शक तयार केला. त्याला SPM (स्कॅनिंग प्रोब मायक्रोस्कोप) असे नाव देण्यात आले. नॅनोटेक्नॉलॉजीच्या विकासासाठी हा शोध खूप महत्त्वाचा होता, कारण वैयक्तिक अणू (एसपीएम) दर्शविण्यास सक्षम असलेला हा पहिला सूक्ष्मदर्शक होता.
• 1985 अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ रॉबर्ट कर्ल, हॅरोल्ड क्रोटो आणि रिचर्ड स्मॅली यांनी एक तंत्रज्ञान तयार केले जे आपल्याला एका नॅनोमीटरच्या व्यासासह अचूकपणे वस्तू मोजण्याची परवानगी देते.
• 1986 नॅनो टेक्नॉलॉजी सर्वसामान्यांना ज्ञात झाली आहे. आण्विक नॅनोटेक्नॉलॉजीचे प्रणेते अमेरिकन भविष्यवादी एर्क ड्रेक्सलर यांनी इंजिन्स ऑफ क्रिएशन हे पुस्तक प्रकाशित केले, ज्यामध्ये त्यांनी भाकीत केले की नॅनोटेक्नॉलॉजी लवकरच सक्रियपणे विकसित होण्यास सुरुवात करेल, मोठ्या रेणूंचे संश्लेषण करण्यासाठी नॅनोसाइज्ड रेणू वापरण्याची शक्यता व्यक्त केली, परंतु त्याच वेळी खोलवर प्रतिबिंबित केले. नॅनोटेक्नॉलॉजीपुढे असलेल्या सर्व तांत्रिक समस्या. नॅनोमशिन्स काय करू शकतात, ते कसे कार्य करतील आणि ते कसे तयार करायचे हे स्पष्टपणे समजून घेण्यासाठी हे कार्य वाचणे आवश्यक आहे. व्हिक्टर बालाबानोव्ह. नॅनो तंत्रज्ञान. सायन्स ऑफ द फ्युचर एम.: एक्समो, 2009, 256 पृष्ठे.
• 1989 डोनाल्ड इगलर, आयबीएमचे कर्मचारी, यांनी झेनॉन अणूंसह त्यांच्या कंपनीचे नाव ठेवले.
• 1998 डच भौतिकशास्त्रज्ञ सीझ डेकर यांनी नॅनोटेक्नॉलॉजी-आधारित ट्रान्झिस्टर तयार केले.
• 1999 अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ जेम्स टूर आणि मार्क रीड यांनी निर्धारित केले की एक रेणू आण्विक साखळ्यांप्रमाणेच वागण्यास सक्षम आहे.
• वर्ष 2000. यूएस प्रशासनाने नॅशनल नॅनोटेक्नॉलॉजी इनिशिएटिव्हच्या निर्मितीला पाठिंबा दिला. नॅनोटेक्नॉलॉजी संशोधनाला सरकारी निधी मिळाला आहे. त्यानंतर फेडरल बजेटमधून $500 दशलक्ष वाटप केले गेले.
• वर्ष 2001. 2001 मध्ये नॅनोटेक्नॉलॉजी मानवी जीवनाचा एक भाग बनली असे मार्क रॅटनरचे मत आहे. त्यानंतर दोन महत्त्वपूर्ण घटना घडल्या: प्रभावशाली वैज्ञानिक जर्नल सायन्सने नॅनोटेक्नॉलॉजीजला "वर्षातील यश" म्हटले आणि प्रभावशाली व्यवसाय मासिक फोर्ब्सने याला "एक आशादायक नवीन कल्पना" म्हटले. आजकाल, नॅनो तंत्रज्ञानाच्या संदर्भात, "नवीन औद्योगिक क्रांती" ही अभिव्यक्ती वेळोवेळी वापरली जाते.

वैद्यकीय शास्त्राची एक नवीन आंतरशाखीय दिशा सध्या बाल्यावस्थेत आहे. तिच्या पद्धती नुकत्याच प्रयोगशाळांमधून उदयास येत आहेत आणि त्यापैकी बहुतेक अजूनही केवळ प्रकल्पांच्या स्वरूपात अस्तित्वात आहेत. तथापि, बहुतेक तज्ञांचा असा विश्वास आहे की 21 व्या शतकात या पद्धती मूलभूत बनतील.

नॅनोमेडिकल उद्योगासाठी अनेक तंत्रज्ञान जगात आधीच तयार केले गेले आहेत. यामध्ये - रोगग्रस्त पेशींना औषधांचे लक्ष्यित वितरण, चिपवर प्रयोगशाळा, नवीन जीवाणूनाशक घटक.

रोगग्रस्त पेशींपर्यंत औषधांचे लक्ष्यित वितरण औषधे केवळ रोगग्रस्त अवयवांपर्यंत पोहोचू देते, निरोगी औषधे टाळून, ही औषधे हानी पोहोचवू शकतात. उदाहरणार्थ, रेडिएशन थेरपी आणि केमोथेरपीटिक उपचार, रोगग्रस्त पेशी नष्ट करतात, निरोगी पेशी नष्ट करतात. या समस्येचे निराकरण म्हणजे औषधांसाठी काही प्रकारचे "वाहतूक" तयार करणे, ज्याचे प्रकार आधीच अनेक संस्था आणि वैज्ञानिक संस्थांनी प्रस्तावित केले आहेत.

बर्‍याच कंपन्यांनी विकसित केलेल्या चिपवरील प्रयोगशाळा, आपल्याला सर्वात जटिल विश्लेषणे लवकर पार पाडण्यास आणि परिणाम प्राप्त करण्यास अनुमती देतात, जे रुग्णासाठी गंभीर परिस्थितीत अत्यंत आवश्यक असते. जगातील आघाडीच्या कंपन्यांनी तयार केलेल्या या प्रयोगशाळा तुम्हाला रक्ताच्या संरचनेचे विश्लेषण करण्यास, डीएनए, सुझदालेव्हद्वारे एखाद्या व्यक्तीचे नाते स्थापित करण्यास परवानगी देतात. I P. Nanotechnology M.--Komkniga, 2006 - विषारी पदार्थ निर्धारित करण्यासाठी 592 पृष्ठे. अशा चिप्स तयार करण्याचे तंत्रज्ञान मायक्रोक्रिकेटच्या उत्पादनात वापरल्या जाणार्‍या तंत्रज्ञानासारखेच आहे, जे त्रि-आयामीसाठी समायोजित केले आहे. पूल ज्युनियर, सीएच. नॅनोटेक्नॉलॉजीज : पाठ्यपुस्तक / सीएच. पूल, एफ. ओवेन्स. - एड. 4 था, रेव्ह. आणि अतिरिक्त - एम.: टेक्नोस्फेरा, 2009. - 335 पृष्ठे.

अनेक नॅनोकणांच्या फायदेशीर गुणधर्मांच्या वापरावर आधारित नवीन जीवाणूनाशक एजंट तयार केले जातात. म्हणून, उदाहरणार्थ, चांदीच्या नॅनोकणांचा वापर पाणी आणि हवा शुद्ध करण्यासाठी किंवा कपडे आणि विशेष कोटिंग्जच्या निर्जंतुकीकरणामध्ये शक्य आहे.

भविष्यात, कोणत्याही रेणूंना मुलांच्या डिझायनरसारखे एकत्र केले जाईल. यासाठी नॅनो रोबोट्स (नॅनोबॉट्स) वापरण्याचे नियोजन आहे. कोणतीही रासायनिकदृष्ट्या स्थिर रचना ज्याचे वर्णन केले जाऊ शकते ते खरे तर तयार केले जाऊ शकते. नॅनोबॉटला कोणतीही रचना तयार करण्यासाठी प्रोग्राम केले जाऊ शकते, विशेषतः दुसरा नॅनोबॉट तयार करण्यासाठी, ते खूप स्वस्त असतील. प्रचंड गटांमध्ये काम करताना, नॅनोबॉट्स कमी खर्चात आणि उच्च अचूकतेसह कोणतीही वस्तू तयार करण्यास सक्षम असतील.

औषधात, नॅनो तंत्रज्ञान वापरण्याची समस्या आण्विक स्तरावर सेलची रचना बदलण्याची गरज आहे, म्हणजे. नॅनोबॉट्सच्या मदतीने "आण्विक शस्त्रक्रिया" करणे.

आण्विक रोबोटिक डॉक्टर तयार करणे अपेक्षित आहे जे मानवी शरीराच्या आत "जगणे" करू शकतात, उद्भवणारे सर्व नुकसान दूर करू शकतात किंवा अशा घटना रोखू शकतात.

नॅनोकणांची उदाहरणे	औषध मध्ये अर्ज
फुलरेन्स- कार्बनपोकळ गोलाकार रचना	अँटीव्हायरल (Schinazi et al, 1993) आणि बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ (Bosi et al., 2000) एजंट म्हणून वापरले; ऑन्कोलॉजिकल रोगांच्या फोटोडायनामिक थेरपीसाठी फोटोसेन्सिटायझर म्हणून (Mroz et al., 2007); अँटीऑक्सिडंट आणि अँटी-अपोप्टोटिक प्रभावांचा वापर अॅमियोट्रॉफिक लॅटरल स्क्लेरोसिस आणि पार्किन्सन रोग (डुगन एट अल., 2000) च्या उपचारांमध्ये केला जातो.
डेंड्रिमर- ब्रँच केलेले मॅक्रोमोलेक्यूल्स	औषध वाहक म्हणून: प्रतिजैविक, अँटीव्हायरल आणि नॉन-स्टेरॉइडल अँटी-इंफ्लेमेटरी औषधे (चेंग एट अल., 2008); केमोथेरपी औषधे (कोजिमा एट अल., 2000), डीएनए (फू एट अल., 2007) चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (MPT) (कोबायाशी एट अल., 2003) (चेंग एट अल., 2008) साठी कॉन्ट्रास्ट एजंट नॅनोकंटेनर म्हणून.
लिपोसोम्स -बिलिपिड झिल्लीने बांधलेले गोलाकार कण, ज्याच्या पोकळीमध्ये एक जलीय माध्यम आहे. सक्रिय पदार्थ लिपोसोम (पाण्यात विरघळणारे पदार्थ) किंवा त्याच्या लिपिड शेलमध्ये (चरबी-विद्रव्य पदार्थ) मध्ये स्थित असू शकतो.	त्यांच्या सापेक्ष अस्थिरतेमुळे, वेगवेगळ्या बॅचमध्ये मानक कार्यप्रदर्शन साध्य करण्यात असमर्थता, नसबंदीच्या अडचणी आणि अपुरी औषध लोडिंगमुळे मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात नाही (फेन्स्के एट अल., 2008)
Micelles- हायड्रोफोबिक इंटीरियर (कोर) आणि हायड्रोफिलिक पृष्ठभाग (शेल) असलेले कण.	हायड्रोफोबिक औषधांचे वाहक म्हणून वापरले जाते: amphotericin B, propofol आणि paclitaxel (Kwon, 2003).
सोन्याचे नॅनो कण	एन्झाईम इम्युनोअसे दरम्यान सिग्नल वाढविण्यासाठी त्यांच्या प्रतिपिंडांना बंधनकारक झाल्यामुळे (तनाका एट अल., 2006); सिंगल न्यूक्लियोटाइड जनुक पॉलिमॉर्फिझम आणि पॉइंट उत्परिवर्तन (डोरिया एट अल., 2007) च्या निदानासाठी; - - - जैविक माध्यमांमध्ये मायकोबॅक्टेरियम क्षयरोगाच्या शोधासाठी (बॅप्टिस्टा एट अल., 2006)
क्वांटम ठिपके- अर्धसंवाहक नॅनोक्रिस्टल्स	अनेक रोगांच्या निदानासाठी. उत्साही असताना, ते स्पष्ट रंगांचे पॅलेट तयार करतात. क्वांटम डॉट्सचा फ्लूरोसेन्स पांढर्‍या प्रकाशाने उत्तेजित होतो आणि नॅनोक्रिस्टल कण बायोमोलेक्यूल्सला जोडले जाऊ शकतात आणि दीर्घकाळ टिकणारे सिग्नल देतात जे सध्या वापरल्या जाणार्‍या रंगांपेक्षा कितीतरी पट अधिक उजळ आहेत (Azzazy et al., 2007). क्वांटम डॉट्स ट्यूमर पेशी ओळखण्यासाठी सक्रियपणे वापरले जातात (वू एट अल., 2003), इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल्सचे लेबलिंग (हनाकी एट अल., 2003), मायक्रोवेसेल्सचे व्हिज्युअलायझेशन (लिम एट अल., 2003), आणि इतर अनेक बायोमेडिकल अभ्यास.
सुपरपरामॅग्नेटिक कण(आयर्न ऑक्साईडचा वापर सामान्यतः वैद्यकीय कारणांसाठी केला जातो (टार्टज एट अल., 2003)	चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग करत असताना (जी एट अल., 2007); --- -- पॅथॉलॉजिकल टिश्यू फॉर्मेशन्सच्या थर्मल विनाशासाठी (प्रामुख्याने ट्यूमर). (लॉरेंट एट अल., 2008)

तथापि, आजपर्यंत, मानवी आरोग्यावर आणि पर्यावरणावर नॅनोमटेरियल्सच्या प्रभावाबद्दल पुरेसा डेटा नाही. काही नॅनोकणांचा विविध ऊतींच्या पेशींवर विषारी परिणाम होऊ शकतो (V.L.Colvin, 2003; P.H.M. Hoet, 2004; G.Oberdorster, E.Oberdorster, J.Oberdorster, 2005). असे मानले जाते की त्यांची उच्च भेदक शक्ती मॅक्रोस्कोपिक सामग्रीच्या तुलनेत संभाव्य धोका वाढवते. अशा प्रकारे, आकार कमी झाल्यामुळे टायटॅनियम कणांची साइटोटॉक्सिसिटी झपाट्याने वाढते (Y.Sato, A.Yokoyama, K.Shibata et al., 2005).

नॅनोकणांची विषारीता निश्चित केली जाते ( I. Fenoglio, M. Tomatis, D. Lison, 2006 ) :

त्यांचे स्वरूप;

त्यांच्या पृष्ठभागावर नवीन कार्यात्मक गटांचे स्वरूप, ज्यामुळे भिन्न रासायनिक प्रतिक्रिया होते;

शरीरातील आजीवन, कमी विद्राव्यता किंवा मंद उत्सर्जनाद्वारे निर्धारित.

दुर्दैवाने, प्राण्यांसाठी विविध उत्पत्तीच्या नॅनोकणांच्या प्रशासनाशी संबंधित संभाव्य धोक्यांची माहिती अपुरी आणि विरोधाभासी आहे. फुलरेन्सच्या वापरावरील प्राथमिक परिणाम शरीरात ऍलर्जीक प्रतिक्रिया विकसित होण्याची शक्यता दर्शवतात. काही फुलरेन्स मेंदूच्या ऊतींचा नाश करू शकतात. पॉलिस्टीरिन नॅनोपार्टिकल्सच्या इनहेलेशनमुळे केवळ फुफ्फुसाच्या ऊतींना जळजळ होत नाही तर रक्तवाहिन्यांचे थ्रोम्बोसिस देखील होते (यु.एम. इव्हडोकिमोव्ह, 2008). बायोकॉम्पॅटिबिलिटी आणि डेंड्रिमर्सच्या सुरक्षिततेच्या बाबतीत काही चिंता सकारात्मक चार्ज केलेल्या डेंड्रिमर्सद्वारे सेल झिल्लीच्या नाशाच्या डेटामुळे उद्भवतात (मेके एट अल., 2004).

2004 मध्ये, रॉयल सोसायटी ऑफ लंडन आणि रॉयल अॅकॅडमी ऑफ इंजिनियरिंग यांनी आधुनिक समाजात नॅनो तंत्रज्ञानाच्या भूमिकेवर एक अभ्यास केला. प्राप्त परिणामांमध्ये, तज्ञ नॅनोकणांचा वापर सावधगिरीने करणे, त्यांची सुरक्षितता तपासणे, व्यावसायिक उत्पादनांना वैज्ञानिक तज्ञांच्या अधीन करणे, ग्राहकांना तपशीलवार माहिती देणे इत्यादी शिफारस करतात. 2005 मध्ये, पर्यावरण संरक्षण एजन्सी (यूएसए) च्या सायन्स पॉलिसी कौन्सिलने नॅनोटेक्नॉलॉजी ऍप्लिकेशन्सच्या धोक्यांवर अहवाल देणारी एक श्वेतपत्रिका प्रकाशित केली. नॅनोकण हवा, माती आणि सांडपाण्यात जमा होऊ शकतात, ज्यामुळे वन्यजीवांमधील पर्यावरणीय साखळींवर परिणाम होतो. नॅनोकण प्रकाश आणि रसायने तसेच सूक्ष्मजीवांच्या संपर्काद्वारे नष्ट केले जाऊ शकतात, परंतु या प्रक्रिया खराब समजल्या जातात. नॅनोमटेरियल्स सहजपणे रासायनिक परिवर्तनांमध्ये प्रवेश करतात आणि पूर्वी अज्ञात गुणधर्मांसह संयुगे तयार करण्यास सक्षम असतात. ही परिस्थिती आम्हाला नॅनोकणांशी संबंधित जोखमींकडे अतिरिक्त लक्ष देण्यास भाग पाडते (Yu.M. Evdokimov, 2008). अशा प्रकारे, विविध नॅनोकॅरियर्सच्या सुरक्षिततेवरील डेटाचे विश्लेषण केल्यानंतर, नोव्हार्टिस फार्मास्युटिकल कॉर्पोरेशन आणि सिबा यांनी क्लीव्हेबल डिलिव्हरी सिस्टमसह औषधांच्या विकासावर लक्ष केंद्रित करण्याचा निर्णय घेतला, कारण स्थिर नॅनोकणांची सुरक्षितता शंकास्पद आहे आणि त्याची पुष्टी करण्यासाठी अतिरिक्त अभ्यास आवश्यक आहेत (फीएरटॅग ए. , 2007).

अनेक रशियन शास्त्रज्ञ देखील नॅनोपार्टिकल्स वापरण्याच्या सुरक्षिततेबद्दल चिंता व्यक्त करतात. नॅनो कणांद्वारे पर्यावरणीय प्रदूषणाशी संबंधित धोके आणि धोके स्पष्ट करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात अभ्यास करणे आवश्यक आहे. 2007 मध्ये, रशियन फेडरेशनचे अध्यक्ष व्ही.व्ही. पुतिन यांनी नॅनोटेक्नॉलॉजी कॉर्पोरेशनच्या निर्मितीवर एक हुकुमावर स्वाक्षरी केली, ज्याने रशियामधील नॅनोटेक्नॉलॉजी संशोधन कार्यक्रमाच्या अंमलबजावणीस हातभार लावला.