News image News image News image News image News image News image News image News image


Нанотехнологии — перспектива и для сельского хозяйства
Нанотехнологии в технике - Технологии

нанотехнологии — перспектива и для сельского хозяйства

На одном из первых заседаний Правительства РФ в текущем году были рассмотрены практические перспективы освоения нанотехнологий в России. Откровенно признав наше отставание в этом направлении, кабинет министров утвердил Программу работ, рассчитанную на длительный период.

А насколько актуальна проблема нанотехнологий в агропромышленном комплексе? На этот вопрос «Крестьянских новостей» отвечает известный ученый и популяризатор научных достижений Валерий Иванович Глазко.

«Напомню, прежде всего, что первая научно-техническая революция (НТР-1) — индустриальная или по-другому энергетическая — началась с появления паровой машины Джеймса Уатта, запатентованной им в 1769 году. НТР-1 радикально меняла облик мира в период с конца XIX века по первую половину XX. Безудержное использование природных ресурсов Земли, «информационный взрыв», появление транзисторов, интегральных схем и компьютеров — эти и подобные им факторы предвосхитили вторую, «информационную» НТР.

Открывшая постиндустриальный этап развития цивилизации НТР-2 началась, к сожалению, без нас. Ее появление фактически предсказал в 1947—1948 гг. Норберт Винер в публичных выступлениях и в книге «Кибернетика и общество». Тогдашнее руководство СССР сразу отреагировало на выступления и книгу Винера, объявив кибернетику, генетику и многие другие перспективные направления — «лженаукой».

Инерция действовала долго. У всех перед глазами стремительный взлет государств, в том числе не имеющих сырьевых ресурсов, хотя бы в малой степени напоминающих наши. Эти страны НТР-2 «не проспали» и за последние десятилетия построили предсказанные Винером постиндустриальные социумы, экономика которых «прирастает» производством, приобретением и использованием знаний, благодаря чему и человек живет на качественно новом уровне.

В последние годы «не проспавшие» НТР-2 постиндустр­иальные страны базируют свои инновации на нанотехнологии — системообразующей основе новой НТР-3. С помощью этих технологий сейчас создаются особо прочные и особо тонкие материалы, которые трудно или невозможно создать в обычных условиях.

Мир наноструктур (наномир) подразумевает мир объектов или связанных структур, имеющих характерные размеры от долей нанометpa до сотен нанометров. «Нано» происходит от греческого nános — карлик и означает одну миллиардную долю какой-либо единицы. Миллиардные доли метра — размеры нанообъектов. Нижняя граница определяется классическим радиусом атома порядка 0,1 нанометра (0,1 нм = 1Å, т.е. одного Ангстрема, — единицы длины порядка размера одного атома). Верхняя — размерами до 0,1 микрометра(100 нм; 0,1 мкм = 10—7 м), т.е. размеров биомолекул, при которых утрачивается специфика поведения и свойств наночастиц.

Нанотехнологии — методы управления наночастицами, в результате которых разрабатываются новые методы обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката. До введения понятия нанотехнологий в России использовался термин молекулярной архитектуры («supramolecular architecture»), а 20—30 лет назад — ультрадисперсионные частицы или, как это принято в мире, «nanoparticles». В биотехнологии ряд манипуляций с различными молекулами, в частности, ДНК, в связи с их размерами, тоже соответствует термину «нанотехнологии».

По прогнозу Национального фонда науки США к 2015 г. годовой оборот рынка наноиндустрии достигнет $1 трлн.

Нанотехнологии обещают технологические прорывы во многих сферах жизни и деятельности человека. Остановимся на том, что может делать и уже во многом делает этот вид инноваций в области близкой каждому — медицине.

Вот лишь некоторые основные приоритеты развития нанобиотехники и наномедицины, называемые учеными, которые работают в этой области. Биологические наночипы помогут проводить диагностику соматических и инфекционных заболеваний, в том числе видовую идентификацию возбудителей особо опасных инфекций и токсинов.

Наночастицы будут использоваться как лекарственные препараты нового поколения, а также как контейнеры для адресной доставки лекарств в клетки-мишени.

Медицинские нанороботы смогут устранять дефекты в организме больного человека путем управляемых нанохирургических вмешательств. Говорят также о возможности создания искусственных органов, принципиально новых типов перевязочных материалов с антимикробной, противовирусной и противовоспал­ительной активностью.

Уже достигнуты определенные результаты в этом направлении. Например, получены материалы с наночастицами серебра, обладающие антибактериальными свойствами. Они применимы в медицине для борьбы со стафилококками и другими бактериями в виде красок, бесхлорных средств дезинфекции, перевязочных материалов, лака для покрытия катетеров и т.д. Такие материалы используют в сельском хозяйстве, например в доильных аппаратах, решают проблему загрязнения фильтров любых кондиционеров.

Направления использования нанотехнологий в сельском хозяйстве связаны с воспроизводством сельскохозяйс­твенных видов, переработкой конечной продукции и улучшением ее качества. Нанотехнологии уже используют для обеззараживания воздуха и различных материалов, в том числе кормов и конечной продукции животноводства; обработки семян и урожая в целях его сохранения.

Их применяют при стимуляции роста растений; лечении животных; улучшении качества кормов. Есть опыт внедрения этих технологий для уменьшения энергоемкости производства, оптимизации методов обработки сырья и увеличения выхода конечной продукции; разработки новых упаковочных материалов, позволяющих долго сохранять конечную продукцию.

Под эгидой ФАО создана база данных о 160 проектах использования нанотехнологий в сельском хозяйстве, которые финансировались и разрабатывались на 2006 г. Большинство из них связано с пищевой промышленностью, с использованием наноматериалов для упаковки пищи или определения и, в отдельных случаях, нейтрализации опасных токсинов, аллергенов или патогенов. Развиваются проекты по созданию и улучшению пищевых добавок, получению растительного масла с нанодобавками, которые препятствуют поступлению холестерина в кровь млекопитающих.

Другая группа проектов направлена на развитие более эффективных и средосберегающих агротехнологий. Например, использование наноматериалов для очистки вод в агроэкосистемах. Или их применение для переработки отходов растениеводства в этанол. В животноводстве разрабатывают методы использования нанодобавок в целях уменьшения доз ростовых факторов и гормонов, нейтрализации патогенов на ранних стадиях их контакта с животными.

Особое место в нанотехнологиях занимает область нанобиотехнологий. Речь идет о создании устройств с использованием биологических макромолекул в целях изучения или управления биологическими системами.

Нанобиотехнология объединяет достижения нанотехнологии и молекулярной биологии. В ней широко используется способность биомолекул к самосборке в наноструктуры. Так, например, липиды способны спонтанно объединяться и формировать жидкие кристаллы. ДНК используется не только для создания наноструктур, но и в качестве важного компонента наномеханизмов. Предполагается, например, что вместо того, чтобы создавать кремниевую основу микросхем, нанотехнологи смогут использовать двухцепочечную молекулу ДНК, особенности которой позволяют объединять атомы в предсказуемой последовательности.

По мнению ряда ученых, нанобиотехнологии существенно упрощают и ускоряют решение традиционных проблем генетики сельскохозяйс­твенных видов. Таких, к примеру, как контроль происхождения, выявление носителей неблагоприятных мутаций или инфекций, а также генов, связанных с желательными хозяйственно ценными признаками, включая устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды.

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».

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

10 фактов об устрашающем адронном коллай

News image

Новость о проводимом в Европе эксперименте сколыхнула общественное спокойствие, поднявшись на первые позиции списка обсуждаемых те...

Почему наночастицы плавятся при низкой т

News image

При уменьшении размеров частицы изменяются не только её механические свойства, но также и её термодинамические ха...

Ученые получили спектр экзопланеты

News image

Спектр экзопланеты, наложенный на снимок звезды HR 8799 и самой планеты (верхний кру...

Водные процедуры с полимерными наношарик

News image

Полистирол в быту является в разных формах. Коробочки для компакт-дисков, стаканчики для йогурта и материалы дл...

История нанотехнологий

News image

Учёным и технологам давно известно, что весьма мелкие частицы различных веществ обладают свойствами не адэкватными св...

Нанотехнологии в космосе

News image

 «Роснанотех» и научно-производственное предприятие «Квант» запустили уникальный научный проект: производство солнечных батарей для космических спутников и ...

Навигация и управление

News image

Компания Crossbow, специализирующаяся на разработке различных электронных устройств, выпустила систему навигации NAV420, которая позволяет управлять во...

Сверхполиэтилен

News image

Кризис — хорошее время, чтобы избавиться от старого производства на устаревшем оборудовании и при наличии ср...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Medfield - атомная платформа третьего поколения

Компания Intel с громкого успеха начала освоение платформы для ультрамобильных персональных компьютеров, известных также как нетбуки, и MID-аппаратов – только по...

Нанотехнологии избавят мир от фальшивомонетчиков

Японские ученые изобрели новую технологию, с помощью которой планируют усложнить для фальшивомонетчиков подделку денег. Группа исследователей из японской компании Da...

Бактерии приводят в движение крошечные наномеханизмы

Шестерни в миллион раз более массивные, чем бактерии , говорит главный исследователь Игорь Аронсон. Возможность использовать и контролировать эне...

Нанотехнология на базе мыльных пузырей

Как использовать простую детскую забаву — пускание мыльных пузырей — для производства нанотехнологических изделий догадались Гуйхуа Юй (Guihua Yu) и Ча...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.