2014. szeptember 25., csütörtök

Mi fán terem a nanoscience?

A szak elnevezése hivatalosan Nanoscale Engineering, a téma a nanométeres tartományban levő folyamatok, struktúrák minden mennyiségben. Ez a skála azért különösen érdekes, mivel majdnem az atomi mérettartományban ( ami ~0.1 nm) vagyunk - bőven a sejtek mérete alatt - a fehérjék, molekulák, kristályok és komplex struktúrák vadászmezeje ez. Itt az anyagok másképpen viselkedhetnek, mint nagyobb méretekben, mivel a rájuk ható erők nagyságrendje megváltozik: a gravitáció helyett a felületi feszültség és elektrosztatikus (Van der Waals) erők dominálnak. Továbbá, a mérettartomány csökkenésével lassan a kvantummechanika területére tévedünk, így ez is egy ráadás a téma különlegességére.

Szemléltetésül egy ábra:
Forrás: http://casualnano.wordpress.com/
Érdemes végignézni, hogy milyen tartományokról van szó... Ezt az ábrát az összes tárgy bevezető eladásán az orrunk alá dörgölték... csak hogy felfogjuk a dolog súlyát és nagyszerűségét :D

Na de a lényeg: ma már szuper eszközeink vannak arra, hogy a nanométeres tartomány "lakóit" is láthatóvá tegyük. Ez és a mikro-, nanofabrikációs és -manipulációs technikák határtalan lehetőségeket nyitnak meg ezen a területen. Bár a mainstream sajtó gyakran a nanotechnológiától várja a megváltást, még sok esetben messze van a hétköznapi alkalmazhatóságtól.

A terület elméleti úttörője Richard Feynman volt, aki egy 1959-es (!) előadásában már felvetette az egyes atomok és molekulák manipulásának lehetőségét, az elhíresült "There's plenty room at the bottom" kifejezés pedig azóta inspiráció, a nanotechnológia nemhivatalos jelszava. Azonban csak az 1990-es években tudott igazán útjára indulni a terület kutatása, az első képalkotó eszközök kiforrásával: ez a pásztázó alagútmikroszkóp (STM) és atomi erő mikroszkóp (AFM). Azóta vizsgálati módszerek egész tárháza áll a kutatók rendelkezésére, és itt Lyonban sem panaszkodhatnak, minden van, ami szem-szájnak ingere. :)

Jelenleg a szén nanocsövek, az egy atom vastag grafén "lapok" tartják többek között izgalomban (és a laborban) a kutatókat. Én továbbra is szkeptikusan állok hozzá a világmegváltó ígéretekhez, de az biztos, hogy ha sikerül tömegesen előállítható eszközökben alkalmazni őket, az nagy előrelépés lesz.

Az én érdeklődésem ettől valamennyire eltérő, orvosi-biológiai irányú: bioszenzor eszközökkel való munka. Ezek a biológiai eredetű érzékelő egységük jeleinek átalakítására vagy detektálására képesek, és erre akár reagálnak is. Ez már magában hordozza, hogy a biológia-biokémia-immunológia mellett a félvezető technológiákban, elektronikában is jártasság kell hozzá. Így interdiszciplináris (annyira szép szó, az ITK-n hallottam vagy 100szor!) együttműködésre van szükség a különböző területek szakemberei között.
Ami fontos, hogy ez az észlelés egy gyors folyamat legyen, hogy a feldolgozással együtt is rövid idő alatt megbízható eredményt adjon, ezzel tudja kiváltani a hosszadalmas laborvizsgálatokat, ezzel nagy fegyvert adva az orvosok kezébe. A kutatások általános végső célja a hétköznapokban használható, tehát tömeggyártható, hosszú működési idejű, vagy akár beültethető bioszenzorok kifejlesztése. Ez az életminőségben nagy javulást hozhat, a betegségek korai jelzésére vagy hatékony ellen-tevékenységre is alkalmas lehet.
Egy bioszenzorhoz mechanikai, biológiai, és elektronikai téren is vannak komoly kihívások
http://www.orlaproteins.com/multi-channel-saw-biosensor-for-multiple-diagnoses/

Szóval ebbe a fába vágtam a fejszémet. :)

További angol wikipedia olvasnivaló:

Amivel én szeretnék foglalkozni:


Továbbá:


Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése