Нанотехнологии - за ними будущее

НАНОТЕХНОЛОГИИ - ЗА НИМИ БУДУЩЕЕ

,

руководитель по научной и инновационной деятельности

ГОБУ СПО ВО «БСХТ»

Актуальность данной проблемы обусловлена целым рядом причин: новизна, освещение в литературе, опыты и эксперименты, результативность и риски и множество других причин.

Сейчас, наверное только ленивый не знает о нанотехнологиях. Действительно, нанотехнологии стали буквально новым словом в науке. Грандиозный нанопроект, запущенный более десяти лет назад в США и пять лет назад в России, инициировали физики. Однако среди ученых идут споры кому же принадлежат нанотехнологии – физикам или химикам. Нанообъекты интересны представителям всех естественных наук. Нанотехнология – это магия великого объединения наук, которое происходит на наших глазах.

Шумиха, поднятая вокруг нанотехнологий, не отражает реальности, притом, что возможности этих нанотехнологий действительно огромны. Как утверждает в своей книге: «Золото, пуля, спасительный яд: 250 лет нанотехнологий» Генрих Эрих, нанотехнологии – это просто новое модное слово, за ним стоит огромная область физико-химических исследований и основанная на них промышленность, вклад которой в мировую экономику больше, чем всей электроники. Здесь непременно будут новые открытия. Но это не революция, а нормальное поступательное развитие науки.[1]

В 2010 году мне попало на глаза электронное издание книги «Серебряный Nanoporticles» издательства B-The Olajnice 19/2, 32000 Vukovar, Хорватия. В предисловии к этому изданию (английский язык) Перес из Андалузского Центра Молекулярной биологии и Регенаративной Медицины CSIC – университета де Андалусия Seville-UPO-Junta. Севилья. Испания отмечает:

«Нанотехнология будет скоро востребована в большинстве учебных планов разработки и науки. Это не может быть подвергнуто сомнению. У ультрасовременных заявлений, базируемых в нанонауке, есть значительное воздействие в почти всех областях исследования, от основного до более решенного проблемой научного предприятия. В этом смысле книги, подобные такой как “Серебряный Nanoparticles”, стремятся заполнить ниши для исчерпывающей информации, чтобы помочь начинающим ученым, исследователям в деталях, изучить область исследования. Кроме того, одна из главных особенностей этой книги - то, что она может служить и науке и промышленности»[2].

У серебра nanoparticles есть уникальные оптические, электрические и биологические свойства, такие как катализ, биоощущение, доставка лекарственных средств и nanodevice фальсификация, что привлекает внимание многих исследователей. Эта книга представляет собой научные исследования, продвижения и недавние применения серебра nanoparticles в нанотехнологии с использованием нанокомпозитных покрытий и передовых технологий. Книга “Серебро nanoparticles” состоит из семнадцати глав, написанных учеными разных стран. Каждая из глав представляет определенный интерес в области исследования нанотехнологии. Авторы представляют nanoparticles как новое свойство, очень отличающееся от эквивалентного оптового материала.

Главы 1-9 имеют дело с таким аспектом, как отношение к синтезу и характеристике свойств серебра nanoparticles, вовлечение использования физических и химических методов. Поэтому, мы можем эксплуатировать линейное и нелинейные свойства серебра nanoparticles, его термодинамических особенностей так же как альтернативные методы, как низкое энергетическое выполнение и лазерная помощь. Окончательная цель состоит в том, чтобы использовать уникальные свойства изолированного nanoparticles.

Главы 10-12 рассматривают аналитические и биоаналитические свойства серебра nanoparticles, связанные с расширенными оптическими спектроскопиями.

Глава 13 погружает нас в огромное количество биологических проблем. В этой главе, Зигмунт Садовский (Польша)[3] исследует биосинтетические методы как альтернативные химическим и физическим процессам, рассмотриваемым в главах 1-9. Hirotaka Koga и Takuya Kitaoka (Япония)[4] в главе 14 имеют дело с известными антибактериальными применениями серебра nanoparticles, но они также показывают универсальную технику для переноса биологически активного серебра nanoparticles на "бумажную" матрицу.

Помимо классических антибактериальных эффектов серебра nanoparticles, в главе 15 Juneyoug Lee (Корея)[5] и его сотрудники расширяют применение серебра nanoparticles к области противогрибковых агентов.

Биологические эффекты серебра nanoparticles вовлекают не только своим прямым образом установленные эффекты как microbicide агент, но также связанные с изменениями ключевых иммунных реакций, как это описывают Rebecca Klippstein (Испания)[6] и её коллеги в главе 16.

В главе 17 Manuel Fondevila (Испания)[7] раскрывает проблему использования серебра nanoparticles в качестве предварительной биотики в выращивании животных.

Таким образом, авторы книги уверены, что подобные исследования найдут поддержку и развитие понятия «серебро nanoparticles» как нанотехнологии и это станет полезным результатом, как для инженеров, так и ученых в освоении данной области знаний.

Знакомясь с различными источниками, освещающими проблему применения нанотехнологий мы приходим к заключению, что в наши дни, при использовании нанотехнологий, чтобы создать nanoparticles и nanomateriales, мы должны преобразовать существующие материалы и проектировать новые. Мировой опыт это подтверждает. Поскольку автор обзора источников работает в образовательном учреждении сельскохозяйственной отрасли, то и интерес проявляется естественно к использованию нанотехнологий в сельском хозяйстве.

В нашу эпоху все более ясным становится, что превосходство будет у тех стран, которые развивают электронику, нанотехнологии, биотехнологии. У России есть значительные возможности, так как имеется существенный научный задел с советских времен по нанонауке. В эпоху нанотехнологии великолепно управляют нанометровыми объектами и позволяют изготовить так называемые супермолекулы из крупных селективно связанных молекул.

Большие надежды в применении нанотехнологии обнаруживаются и в агропромышленном комплексе. Увеличение производства и качества переработки сельскохозяйственного сырья, увеличение ресурса работы спецтехники, повышения сроков хранения, получение высококачественной пищевой продукции и кормов – все эти задачи агробизнеса могут решать нанотехнологии.

Мониторинг разработанных процессов и наноматериалов подтверждает, что применение нанопрепаратов в растениеводстве обеспечивает повышение устойчивости к неблагоприятным условиям и увеличение выхода готовой продукции. Почти для всех технических и продовольственных культур – картофеля, зерновых, овощных, плодово-ягодных, хлопка и льна показатели урожая увеличились в 1,5-2 раза. Нанотехнологии уже активно внедряются при послеуборочной обработке подсолнечника, табака и картофеля, хранении яблок в регулируемых средах, озонировании воздушной среды.[8] Достаточно привести пример основных направлений применения нанотехнологий и наноматериалов в растениеводстве.

Технологии	Признак нанотехнологии	Эффект применения
Сепарирование семян	Использование нанопрепаратов	Повышение урожайности
Высев семян	Использование нанокапсул, нанопленок и нанодобавок	Повышение урожайности в 2-3 раза
Обработка подсолнечника и табака	Использование наноискровой технологии	Повышение сохранности
Обработка пладов	Использование нанолазеров	Повышение сохранности
Облучение семян	Использование СВЧэнергии нанометровыми частотами	Повышение всхожести

Источник: Сборник. Международная научно-практическая конференция «Перспективы организации и технологии ремонта техники в АПК». М., 2007

В растениеводстве применение нанопрепаратов, совмещенных с бактериодопсином, дает повышение устойчивости к неблагоприятным погодным условиям и увеличение урожайности (в среднем 1,5-2 раза) почти всех продовольственных и технических культур[9].

Нанотехнологии позволяют увеличивать ресурсы работы сельскохозяйственной и специальной техники. Об этом свидетельствуют следующие факты применения нанотехнологий при создании новой сельскохозяйственной техники и восстановлении деталей спецтехники[10].

Технология производства	Признак нанотехнологии	Эффект применения
Детали опрыскивателей и поливной техники: насадки, распылители	Использование металлокерамических нанопорошков	Повышение стойкости к гидроабразивному изнашиванию
Упрочение режущих элементов почвообрабатывающей техники	Использование наночастиц из металлокерамики	Повышение долговечности в 2-3 раза
Производство автомобильных фар и зеркал	Использование нанопленок	Самоочищение поверхности

Нанотехнологии используются в животноводстве, при чем, как считают специалисты, их целесообразно использовать в технологических процессах, где они дают вспомогательное превосходство. Не обошло вниманием применение нанотехнологии и в переработке агропродукции.

Учитывая особую важность нанотехнологических исследований, их влияние на развитие настоящего и будущего сельского хозяйства России, необходимость увеличения объемов инвестиций в приоритетные направления модернизации сельскохозяйственного производства, необходимо:
1) Выработать ведомственную стратегию организации научно-исследовательских работ, ориентированных, прежде всего, на основные научно-технические цели, позволяющие рационально распределить ресурсы и быстро достичь намеченных показателей развития сельскохозяйственного производства.
2) Организовать взаимодействие и сотрудничество с многочисленными центрами и лабораториями, разнообразными организациями и учреждениями и, прежде всего, с концерном «Наноиндустрия» и его региональными центрами.
3) Создать в отрасли сельского хозяйства специализированный научно-исследовательский центр по координации и информационному обеспечению исследований по нанотехнологиям, наноматериалам, применяемым в сельском хозяйстве.
4) Пересмотреть систему подготовки кадров с учетом реализации приоритетных направлений развития науки и техники, в том числе — нанотехнологий и наноматериалов.
Ученые говорят не только о возможных выгодах в применении нанотехнологий, но и возможных рисках. Ведь наночастицы легко проникают через кожу, дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, взаимодействуют друг с другом, приобретая, таким образом, неизвестные свойства. Поэтому переход от микротехнологий к нанотехнологиям требует специальных фундаментальных исследований.

Список литературы:

1.  Перспективы организации и технологии ремонта техники в АПК /Международная научно-практическая конференция. Сборник. М., 2007

2.  Silver Nanoporticles. Edited by Dr. David Pazo Perez. In-Tech. intechweb. org.2010

3.  Золото, пуля, спасительный яд: 250 лет нанотехнологий. М., КоЛибри: Азбука-Аттикус, 20с.

4.  http://www.Zerno-ua.com (последнее посещение 25.05.2012 г.)

[1] Золото, пуля, спасительный яд: 250 лет нанотехнологий. М., КоЛибри: Азбука-Аттикус, 2012.  400 с.

[2] Silver Nanoparticles. Edited by Dr. David Pozo Perez. In-Tech. intechweb. org. 2010, c.5

[3] Указ работа с.257

[4] Указ работа с.277

[5] Указ. работа с.295

[6] Указ. работа с. 309

[7] Указ. работа с. 325

[8] Источник: Мир статей

[9] Нанотехнологии в сельском хозяйстве //?p=2025 (последнее посещение 25.05.2012 г.)

[10] Сборник. Международная научно-практическая конференция «Перспективы организации и технологии ремонта техники в АПК. М., 2007