Fullereny i nanorurki

Projekt finansowany przez NASA może doprowadzić do powstania elementów składowych mikroskopijnych centrów, sterowania „sztucznych mózgów”, które kierowałyby np. samodzielnymi sondami eksplorującymi przestrzeń komórkową.

Na naukowych konferencjach „fullerenowych” nie brakuje przedstawicieli dyskontów farmaceutycznych, których laboratoria poszukują nowych leków.

Współczesne medykamenty m .in aspiryna i morfina to związki, których kręgosłupem są płaskie łańcuchy węgla.

Zastosowanie nanorurek w medycynie

Dzięki połączeniu cząsteczek fulerenów z grupami hydroksylowymi otrzymano związki rozpuszczalne w wodzie. Wykryto, że jeden z tych związków blokuje działanie dwóch ważnych enzymów wirusa HIV – proteazy i odwrotnej transkryptazy.

Do środka cząsteczki fullerenu wścibscy naukowcy wkładali już atomy metalu między innymi lantanu i uranu.

Właściwości nanorurek węglowych

Najważniejszym odkryciem ostatnich lat w fizyce materiałowej było odkrycie nanorurek węglowych o niespotykanych jak dotąd właściwościach.

Amerykańscy naukowcy z NASA zaproponowali system trójwymiarowych nanorurkowych sieci, które mogłyby funkcjonować podobnie.

Zainspirowana przez naturę komputerowa struktura będzie miała możliwości (zmysłowe i poznawcze) zbliżone do ludzkiego systemu sensorycznego.

Nanorurki

Mogą stać się podstawą przyszłych układów elektronicznych

Przy ich pomocy stworzono już tranzystory mogące działać w temperaturze pokojowej i przełączać się przy użyciu pojedynczego elektronu (połączenie dwóch nanorurek o różnych właściwościach elektrycznych = dioda)

Nanorurki węglowe w oku

Do tej pory do oka zaatakowanego przez jaskrę (wobec których leki były nieskuteczne) wszczepiono dreny sylikonowe. Mają one jednak poważną wadę: pobudzanie procesów proliferacji fibroblastów ( uwarunkowana czynnikami wyd. przez płytki, a także przez same fibroblasty)

Fibroblasty – wrzecionowate komórki, które w odróżnieniu od ich dojrzałych form – fibrocytów – mają zdolność podziału.

Zastąpienie włókien silikonowych węglowymi nanorurkami daje zaś gwarancję, że nanodreny się nie zatykają i nie dojdzie do zastoju płynów w chorym oku.

Nanomaszyny

- nanołożyska

- pompa molekularna

- rotor pompy molekularnej

Biosilnik proteinowy jako zastosowanie nanotehcnologii w życiu codziennym

IBM w ostatnich latach wytworzyło warstwy niemagnetyczne o grubości mniejszej niż 1 nm umieszczone między warstwami materiałów magnetycznych. Służą one do produkcji głównie dysków twardych, a czułości wielokrotnie większej niż wcześniejsze układy, na takich dyskach możemy nagrać więcej danych.

Coraz szybsze i mniejsze procesory

Firma Grileod Sciences produkuje lekarstwa zawarte w lipidowych pęcherzykach o średnicy ok. 100 nm zwanych liporomami, które dłużej krążą w krwioobiegu.

Nanokapsułki podlegające biodegradacji są już podawane pacjentom chorym na cukrzycę (insulina wziewna)

Nanokapsułki

Są to kuliste kapsułki o wymiarach 20 -500nm, a zatem niewidoczne gołym okiem i pod mikroskopem optycznym.

Nanokapsułki zostały zaprojektowane z myślą o zastosowaniu ich do podania dożylnego bez obawy o spowodowanie zatorów, ze względu na wielkość o wiele mniejszą od naturalnych elementów morfotycznych krwi.

Nanokapsułki wysuszone metodą liofilizacji mają postać sypkiego proszku, który łatwo można rozpuścić w wodzie lub roztworze chlorku sodu.

Do nanokapsułek możemy zaliczyć liposomy, bo również one posiadają substancję czynną zamkniętą w otoczce.

Nanocząsteczki zawierające różne witaminy lub inne składniki przenikające w głąb skóry,

Pacjenci z uszkodzonym rdzeniem kręgowym mogą mieć przywrócenie przewodzenia nerwów dzięki pracy naukowców nad sztucznymi nerwami. Nanotechnologia pomoże w przywróceniu funkcji neurologicznych. Np. nanorobot naprawiający komórki nerwowe w mózgu

Także chorzy na raka czekają na powszechne zastosowanie specjalnych nanorobotów wyposażonych w biosilniki, które w sposób selektywny będą łączyć się i zabijać tylko komórki rakowe pozostawiając te zdrowe w stanie nienaruszonym.

Do dezynfekcji i powierzchni ścian i podłóg.

Srebro nanokoloidalne jest rewelacyjnie działającym środkiem do dezynfekcji toalet, łazienek i innych pomieszczeń. Jest całkowicie bezpieczne dla ludzi, dlatego może być stosowane spokojnie również w kuchniach. Wystarczy dolać do nawilżacza lub rozpylić w pomieszczeniu, a nanocząsteczki srebra osiadając dezynfekują i zabezpieczają powierzchnię przed atakiem bakterii i grzybów

Do walki z ciemniejącymi fugami w łazience i grzybami w innych zawilgoconych miejscach

Do tej pory nie wyprodukowano naprawdę skutecznego środka do usuwania grzybów z fug pomiędzy kafelkami. Nasza miedź nanokoloidalna działa wprost rewelacyjnie. Wystarczy po spryskaniu zagrzybionego miejsca przetrzeć je. Miedź nanokoloidalna może bezpiecznie usuwać grzyby ze ścian, sufitów i w trudno dostępnych miejscach.

Do klimatyzacji, nawilżaczy powietrza

To prawdziwy przełom w oczyszczaniu klimatyzacji, gdyż krążące w obiegu zamkniętym powietrze jest pełne bakterii, zarazków i wszelkiego rodzaju wirusów. A my dzięki srebru nanokolidalnemu możemy się skutecznie ich pozbyć. Poprzez parę srebro koloidalne nie tylko oczyszcza powietrze w pomieszczeniu, ale atomy srebra osadzając się na przedmiotach i powierzchniach zabijają bakterie.

Neuronowe drzewko

Neuronowe drzewo zbudowane z materiału felerenowego może pełnić funkcję sztucznych komórek nerwowych, tworzyć sztuczną sieć neuronową, może przekazywać sygnały akustyczne, chemiczne i cieplne.

Zastosowanie nanorurek

• Nanoelektronika – złącze metal – półprzewodnik wykonane z nanorurek, tranzystory, nanoobwody

• Wzmocnienia konstrukcji – wytrzymałość ponad 100 razy większa niż stal, masa 4 razy mniejsza niż stal

• Przesyłanie energii – duża przewodność cieplna, nadprzewodnictwo

• Akumulatory – nowy typ elektrod i elektrolitów

• Elementy mikroskopów atomowych – ostrza skanujące

• Nanoołówki – litografia mikroskopowa

• Nanoroboty, nanopręty – sterowanie za pomocą napięcia, ważenie wirusów

• Nano TV – funkcje światłowodu

• Nanokapsułki – reakcje zachodzące wewnątrz zamkniętych nanorurek, przechowywanie małych ilości substancji (smary)

Nanorurki

Węglowe nanorurki są zbudowanymi z węgla strukturami nadcząsteczkowymi, mającymi postać walców ze zwiniętego grafenu (jednoatomowej warstwy grafitu). Najcieńsze mają średnicę rzędu jednego nanometra, a och długość może być miliony razy większa. Wykazują niezwykłą wytrzymałość (na rozrywanie, unikalne właściwości elektryczne oraz są znakomitymi przewodnikami ciepła). Te własności sprawiają, że są badane jako obiecujące materiały do zastosowań w nanotechnologii, elektronice i badaniach materiałowych.

Nagroda Nobla w dziedzinie chemii w 1996 r. przypadła odkrywcom fulerenów – nienanej do tej pory postaci węgla, cząsteczek odznaczających się niespotykaną dotąd w chemii symetrią dwudziestościanu foremnego.

Fuleryty – materiały uzyskiwane przez sprasowanie nanorurek w wysokiej temperaturze i ciśnieniu.

Nanotorusy – nanorurki zwinięte w kształt torusa. Nanotorusy są badane ze względu na zaskakujące właściwości magnetyczne.

Grafen

Grafen – jedna z alotropowych odmian węgla, odkryta w 2004 roku poprzez grupę brytyjsko – rosyjską

Grafen jest zbudowany z pojedynczej warstwy atomów węgla tworzących połączone pierścienie sześcioczłonowe i może być uważany za ostatni element szeregu wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych.

Ponieważ grubość materiału wynosi jeden atom, tę formę określa się jako dwuwymiarową (dokładniej dwuwymiarową strukturę atomów węgla ułożoną w sieć heksagonalną). Długość wiązań węgiel – węgiel wynosi ok. 1,42 A, czyli ok. 0,142nm.

Atomy węgla tworzą w grafenie płaską, praktycznie dwuwymiarową siatkę o sześciokątnych oczkach, której struktura przypomina plaster miodu.

Materiał ten ma szansę w wielu zastosowaniach zastąpić inne materiały.

Naukowcy z amerykańskiego MIT zbudowali eksperymentalny gra fenowy układ, jako mnożnik częstotliwości, co oznacza, że jest w stanie odebrać przychodzący sygnał elektryczny o pewnej częstotliwości i wyprodukować sygnał wychodzący, będący wielokrotnością tej częstotliwości.

Naukowcy z UW opracowali innowacyjną metodę wykorzystania grafenu. Dzięki niej, materiał można wytwarzać w fabrykach, a nie tylko w laboratoriach. Eksperci twierdzą, że może to zrewolucjonizować rynek komputerów.