Nanotechnologie, zdraví a škola

Vladislav  Navrátil
1.Úvod
Nanotechnologie je vědní obor, který se zabývá cíleným
     vytvářením a využíváním struktur materiálů v měřítku
     několika nanometrů alespoň v jednom směru (0,1-100 nm)
       Konstrukčními prvky jsou molekuly a dokonce i atomy

2



http://nanotechnologie.vsb.cz/img/obr.gif Obr. 1.



     Richard Feynman: „There is plenty room at the bottom“
                                   ( Californian Institute of Technology)
     2. Nanotechnologie
       - nanochemie
        - nanoelektronika
        - nanooptika (nanofotonika)
        - nanobiotechnologie, bionanotechnologie
        - nanomedicína
RF

7



6



5



3. Nanopřístroje
- Fluorescenční mikroskop
- Fluorescenční UV mikroskop
- Povrchová plazmová rezonance
- Ramanova spektroskopie
- SEM (Scaning Electron Microscopy)
- TEM (Transmission Electron Microscopy)
- ET (Electron Tomography)
- SPM (Scanning Probe Microscopy)
- Rtg diagnostická tomografie
- Tomografická scintilace
- MRI (Magnetic Resonance Imaging)
- Hmotová spektrometrie

- AFM (Atomic Force Microscopy)
kantilever kantik



4. Příklady využití nanotechnologií
 4.1. Nanobiosenzory
- „Umělý nos“ (8 „nosníků“, délka 500 mm,
               šířka 100 mm, tloušťka 500 nm, rozteč 250 mm.
   materiál: Si, potažený Ti a 20 nm vrstvičkou Au +
               povlak spec. polymeru).
senzor

- detekce bakterií, virů a plísní pomocí nanodrátů Si
  (virus mění elektrickou vodivost)
- detekce plynů pomocí nanotrubic
-vysoká mechanická pevnost
-velký Youngův modul pružnosti
-vysoká elektrická a tepelná
 vodivost
-nízká hustota
-významné elektrokatalytické
 vlastnosti
-biosenzory
nanotr

- kvantové tečky - klastry atomů CdSe, CdTe apod.
   (biologický výzkum molekul)
- nanočástice SiO2
               (snadná vazba na nukleové kyseliny => detekce)
- třídění molekul
Fig03_07

- fulerény
15 pětiúhelníků
a 20 šestiúhelníků
(nosiče léků, možnost léčby HIV,
antibakteriální účinky, po přidání
Na, K, Cs apod. možnost
supravodivosti, atd.)
ful

- nanoroboty

       - nový princip spalovacích motorů
   (Me + O2 -> MeO + Energie    MeO + H2 + Energie -> Me + H2O)
Nano_in

animatedBearingSmall srg-iii-pov-animation2 04 05



5. Nanomedicína
nanotrubice – umělé svaly a nervy atd.
nanočástice hydroxyapatitu Ca10(PO4)6(OH)2 – zuby,
implantáty, kosti, atd.
nanočástice Ag, Ag2O – již staří Římané stolovali na
stříbře, koloidní stříbro
nosiče léků – fulerény, smektické tekuté krystaly
TK1

6.1. Nanotechnologie a léčba rakoviny
Současné způsoby léčby rakoviny:
- chirurgická léčba
- radioterapie
- genotoxická chemoterapie
Perspektivní způsob:
bioterapie (umožněna pokrokem v molekulární
biologii, genetice a imunologii)
Nanotechnologie umožní v blízké budoucnosti
sledovat nádor in vivo, dopravovat léky přímo
do nádoru a plně pochopit mechanismus vývoje
rakoviny.

7. Závěr
- rozvoj nanotechnologií – další kvalitativní
revoluce v lidském poznávání, mnohem
výraznější, než používání PC.
- splývání vědních oblastí (fyzika + chemie + biologie)
a rozvoj nových interdiscipliárních věd
- reorganizace školního vzdělávání
(f + ch + b = SCIENCE)

Děkuji  za pozornost