Nanotechs Große Ideen: Von Tumorzappern Zu Weltraumaufzügen

{h1}

Wissenschaftler und ingenieure der future con berichteten über die neuesten erkenntnisse der nanotechnologie, die die forschung in der raumfahrt und in der medizin vorantreiben.

Einige der größten wissenschaftlichen Innovationen von heute finden auf kleinster Ebene statt.

Nanotech - "Nano" ist die Abkürzung für "Nanometer" und bezieht sich auf Längenskalen in Milliardstel Metern. Beschreibt Technologien, die für komplexe Aufgaben entwickelt wurden, jedoch auf der Skala von Molekülen oder sogar Atomen. Um dies in die richtige Perspektive zu bringen, hat eine Struktur, die als Nanotube bezeichnet wird, einen Durchmesser von 1 Nanometer - etwa 100.000 Mal kleiner als die Breite eines menschlichen Haares, so die National Nanotechnology Initiative.

Dank nanotech können Ingenieure Mikroprozessoren für Ihr Smartphone entwickeln, die kleiner und effizienter sind als je zuvor. Darüber hinaus könnten Geräte in nicht allzu ferner Zukunft ausgefeilte Sicherheitsvorkehrungen mit Nanotechnologie beinhalten. Wissenschaftler untersuchen auch, wie Nanotechnologie medizinische Behandlungen bieten kann, die auf Gene selbst abzielen. Oder bauen Sie Kabel, die stark genug sind, um einen Aufzug im Weltraum zu tragen, so ein Expertengremium der Future Con, einer Konferenz, die die Schnittstelle zwischen Science-Fiction und modernster Wissenschaft hervorhebt und vom 16. bis 18. Juni in Washington, DC [5] stattfand Technologien, die Biotechnologie revolutionieren]

Medizinische Forscher, die Maschinen bauen wollen, die im Nanobereich arbeiten können, müssen "den Blaupausen der Biologie folgen", sagte Lloyd Whitman, Chefwissenschaftler am National Institute of Standards and Technology, dem Publikum auf dem Podium "Ununterscheidbar von Magic": Nanotech in Science-Fiction "am 17. Juni.

Jeder Robotertyp, der auf der Nanoskala hergestellt wird, sieht nicht wie ein typischer Roboter aus - er wird eher wie ein Virus aussehen, sagte Whitman. Die Evolution hat bereits herausgefunden, wie man funktionale, autonome Formen auch auf mikroskopischer Ebene konstruieren kann, und Ingenieure können aus dem Studium dieser winzigen Erfolgsgeschichten viel lernen, um ihre eigene Arbeit über Partikel zu beschreiben, die im Nanomaßstab arbeiten, sagte Whitman.

Viren als Inspirationsquelle zu finden, ist besonders hilfreich für Wissenschaftler, die mögliche Anwendungen von Nanotechnologie in der Medizin und der menschlichen Gesundheit untersuchen. Dies erklärt der Panelist Jordan Green, Professor für Biomedizinische Technik, Ophthalmologie, Onkologie, Neurochirurgie, Materialwissenschaft und Ingenieurwissenschaften an der Johns Hopkins University Schule für Medizin in Maryland.

Lieferung direkt in die Zelle

Viren beeinflussen unser Genom, indem sie ihre eigenen Gene in unsere Zellen einführen, um sich zu replizieren, sagte Green. Könnten die Forscher vielleicht ein synthetisches Partikel entwerfen, das in der Lage ist, genetische Informationen auf dieselbe Weise zu liefern? Partikel, die aus nicht-toxischen und wasserlöslichen Materialien bestehen, könnten so konstruiert werden, dass sie DNA direkt an Zellen abgeben und sie in RNA-Moleküle außerhalb des Zellkerns kodieren, wo sie gemäß Green in Proteine ​​übersetzt werden, um eine Funktion zu übertragen.

"Dies könnte die genetische Ausstattung einer Zelle verändern oder einen kurzfristigen therapeutischen Effekt haben", sagte er.

Für Menschen mit genetischen Erkrankungen wie Hämophilie oder Mukoviszidose könnte dieser Ansatz gesunde Gene in die Zielzellen bringen und die Fehler in ihrer DNA reparieren, die die Krankheit verursachen, erklärte Green dem Podiumskreis.

Nanotech könnte auch effektivere Krebsbehandlungen informieren, sagte Green. Eine Mutation in Krebszellen deaktiviert den Kontrollschalter, der sie auffordert, das Wachstum einzustellen, aber eine gezielte Gentherapie mit Nanopartikeln könnte ihren Selbstzerstörungsknopf reaktivieren und das Krebswachstum in ihren Spuren stoppen, so Green.

Durch die Ausrichtung von Nanopartikeln auf bestimmte Gewebe und die Bereitstellung präziser Anweisungen an genau die richtigen Zellen "können Nanotechnologie und Nanotechnologie in der Medizin dazu beitragen, dass Arzneimittel präziser werden", erklärte er.

Zum Mond

Nanotech könnte auch helfen, eine Idee zu verwirklichen, die Ingenieure mindestens seit dem späten 19. Jahrhundert fasziniert und behindert hat - wie man einen Aufzug baut, der sich von der Erde in den Weltraum erstreckt, Lourdes Salamanca-Riba, Professor an der A. James Clark School of Engineering an der University of Maryland, erzählte das Future Con-Publikum.

In einer Kohlenstoff-Nanoröhre hat ein röhrenförmiges Material aus Kohlenstoff einen Durchmesser, der im Nanometerbereich gemessen werden kann - ein Milliardstel eines Meters.

In einer Kohlenstoff-Nanoröhre hat ein röhrenförmiges Material aus Kohlenstoff einen Durchmesser, der im Nanometerbereich gemessen werden kann - ein Milliardstel eines Meters.

Gutschrift: NASA

Ein Typ von Weltraumaufzug könnte ein langes Kabel hochfahren, das am Äquator verankert ist und an einer schwebenden "Basis" außerhalb der Erdatmosphäre und in geosynchroner Umlaufbahn angebracht ist, sagte Salamanca-Riba. Das Kabel müsste eine Länge von ungefähr 10.000 Meilen (66.000 Kilometer) zurücklegen und müsste aus einer Substanz hergestellt werden, die außergewöhnlich stark und leicht ist - oder es würde unter seinem eigenen Gewicht zusammenbrechen, fügte sie hinzu.

Salamanca-Riba, Kohlenstoff-Nanoröhren - zylindrische Nanostrukturen aus Kohlenstoffatomen - sind extrem stark und nur eine Atomlage dick und könnten ein geeignetes Material für diese Kabel sein.

Eine schwebende Raumstation, die mit dem Aufzug erreichbar ist, würde es Astronauten erheblich erleichtern, zum Mond oder in andere kosmische Regionen zu reisen, sagte Salamanca-Riba. Ein Weltraumaufzug wäre zwar teuer zu bauen, würde jedoch die Kosten für den Transport von Nutzlasten in den Orbit erheblich senken - von Tausenden von Dollar pro Kilogramm auf nur wenige hundert Dollar pro Kilo, fügte sie hinzu.

Es kann jedoch einige Zeit dauern, bis die Forscher Tausende von Kilometern Kohlenstoffnanoröhrchen herstellen können, die erforderlich sind, um einen Weltraumaufzug anzubinden - derzeit gibt es sie nur in Längen von wenigen Zentimetern, sagte Salamanca-Riba auf der Jury.

Originalartikel über Live-Wissenschaft.


Videoergänzungsan: .




DE.WordsSideKick.com
Alle Rechte Vorbehalten!
Die Wiedergabe Von Irgendwelchen Materialien Erlaubt Nur Prostanovkoy Aktiven Link Zu Der Website DE.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DE.WordsSideKick.com