nano techniek
hey, ik zit in de 4e van atheneum en zoek informatie over nano technologie voor een werkstuk van ANW.
wat is het percies en hoe word deze techniek toegepast.
alvast bedankt
grtzz ……..Nanotechnologie, hier is zeer veel over te vertellen.
Maar ik zal het een beetje samenvatten. Lees meer:
Wat is nanotechnologie?
Een micron is een miljoenste meter, een nanometer is een miljardste meter. Nanotechnologie is een geanticipeerde fabricage techniek, welke een grondige en goedkope controle over de structuur van materie zal cre?ren. De term wordt in het algemeen gebruikt om te refereren naar technieken welke werken in de submicron schaal (zoals in de chips fabricage). Hier wordt echter gedoeld op de oorspronkelijke betekenis : de algemene controle over de structuur van materie op de nanometer schaal, dit betekent het produceren van objecten met gebruik van atomen en moleculen als bouwstenen. Ter onderscheid wordt dit daarom moleculaire nanotechnologie genoemd. Deze techniek vereist de ontwikkeling van apparaten genaamd assemblers.
Wat is een assembler?
Dit kan worden gezien als een microscopische assemblagerobot ter grote van een virus. Een assembler zal een apparaat zijn met een sub-microscopische robotarm onder computer besturing. Het zal functioneren door het toepassen van reactieve moleculaire hulpmiddelen op een werkstuk, en daarmee objecten molecuul voor molecuul opbouwen. Assemblers zullen atomen op exact bepaalde posities kunnen plaatsen, waardoor het mogelijk wordt om bijna alles bouwen wat toegestaan is volgens de natuurwetten. Met de juiste programma?s, materialen, enz., zullen assemblers ook kopie?n van zichzelf kunnen bouwen, oftewel ze kunnen zichzelf reproduceren.
Zullen voor de ontwikkeling van nanotechnologie nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen nodig zijn?
De basis eigenschappen van atomen en moleculen zoals beschreven volgens de huidige natuurwetenschappen zijn afdoende. Het huidige bestaan van moleculaire machines in de natuur laat zien dat machines op die schaal natuurkundig mogelijk zijn. Geen nieuwe fundamenteel wetenschappelijke ontwikkelingen zijn vereist, nanotechnologie is slechts een technische vooruitgang. Dit maakt het voorspelbaar in tegenstelling tot wetenschappelijke ontdekkingen.
Hoe zal nanotechnologie produkt fabricage veranderen?
Omdat ze zichzelf kunnen reproduceren zullen assemblers zeer goedkoop zijn. We kunnen dit nagaan door te kijken naar andere produkten die op dit moment al door moleculaire machines worden geproduceerd, zoals brandhout, hooi, aardappelen, die zeer weinig kosten. Door in grote groepen samen te werken, kunnen assemblers en meer gespecialiseerde nanomachines, objecten zeer goedkoop bouwen. Doordat elk atoom juist is geplaatst zullen produkten worden samengesteld van zeer hoge kwaliteit en betrouwbaarheid. Afval (overgebleven) moleculen zijn ook onderworpen aan deze positionele beheersbaarheid waardoor het produktie proces extreem schoon zal zijn.
Zelfs als assemblers elk molecuul perfect kunnen plaatsen, kunnen deze zich later verplaatsen, waardoor nanomachines onbetrouwbaar zullen zijn.
Straling kan moleculaire verbindingen verbreken and atomen in een apparaat misplaatsen. Met zulke defecten kan op twee manieren rekening worden gehouden :
- Door gebruik te maken van ontwerpen waarin een ander deel de functie kan overnemen als een onderdeel defect raakt. We noemen dit redundantie.
- Door gebruik te maken van reparatie-machines welke zich in het object bevinden en moleculaire defecten kunnen repareren als dat nodig is.
Zonder zulke voorzorgen zouden moleculaire machines uiteindelijk kapot gaan en niet meer werken.
Hoe zal nanotechnologie worden gebruikt in computers?
Fabricage gebaseerd op assemblers zal constructie van extreem kleine computers mogelijk maken. Het equivalent van een moderne mainframe zal in een kubieke micron passen, een volume veel kleiner dan een menselijke cel. Zodra zulke computers zijn ontworpen en de technologie beschikbaar is, zal het maken ervan goedkoop zijn, waardoor er meerdere tegelijkertijd kunnen gebruikt. Een kleine draagbare computer zal dan meer kracht hebben dan alle computers die er nu op de wereld bestaan bij elkaar.
Hoe zal nanotechnologie worden gebruikt in de medische wereld?
Fabricage gebaseerd op assemblers zal nieuw gereedschap voor de medische wereld opleveren, welke chirurgie op moleculaire schaal voor reparatie en verplaatsing van cellen mogelijk maakt. Omdat ziekten het resultaat zijn van fysieke afwijkingen in de weefsel structuur (misplaatste moleculen en cellen), zal medische techniek op dit niveau de meeste ziekten moeten kunnen genezen (zelfs de ?ziekte? ouderdom ). Mutaties in het DNA kunnen gerepareerd worden, kankercellen, virussen en giftige chemicali?n kunnen worden vernietigd door gebruik van medische nanomachines, inclusief cel-reparatiemachines.
Wat is een cel reparatie-machine.
Een cel reparatie-machine is een apparaat dat een stel minuscule armen en gereedschappen heeft welke worden bestuurd door een nanocomputer. Het hele systeem kan veel kleiner zijn dan een cel. Een reparatie machine kan als een kleine chirurg functioneren, door een cel binnen te gaan, beschadigde onderdelen op te zoeken, te repareren, de cel te verlaten en verder te gaan naar andere cellen. Door het repareren en cellen en de structuren er omheen kunnen cel reparatie-machines weefsel weer in hun gezonde staat terugbrengen. Biologische Cellen bouwen en repareren zichzelf door middel van moleculaire machines, cel reparatie-machines zullen dezelfde principes toepassen. Zodra assemblers de geschikte gereedschappen kunnen maken, zal de belangrijkste uitdaging het juist co?rdineren van deze operaties zijn.
voordeel voor het milieu.
Door het verkrijgen van een grondige controle over de opbouw van materie zal nanotechnologie er voor zorgen dat er een einde komt aan chemische vervuiling. Alle atomen in afval produkten kunnen worden gerecycleerd omdat atomen direct gehanteerd kunnen worden. Doordat de kosten voor het reinigen van het milieu omlaag gaan, en door het vrijkomen van land dat voor industri?le doeleinden werd gebruikt, zullen nanotechnologische produkten bijdragen in het herstellen van het milieu. Zelfs de immense tonnages aan overtollige kooldioxyde in atmosfeer, de hoofdoorzaak van het broeikas effect, zouden bijvoorbeeld snel en economisch verwijderd kunnen worden.
Wie ontwikkeld de nanotechnologie.
Vooruitgang richting nanotechnologie wordt gemaakt in veel laboratoriums over de wereld (in de Verenigde Staten, Japan en Europa). Drie werkgebieden lijken belangrijk : prote?ne ontwerp, biomimetische chemie en atomaire scanning en positionering.
Hoe zal nanotechnologie worden bereikt.
De drie paden : prote?ne ontwerp (biotechnologie), biomimetische chemie, and atomaire positionering zijn onderdelen van een brede van onder af (bottom up) strategie : Werken op atomair niveau om onze vaardigheid om materie te beheersen te verhogen. Traditionele miniaturisatie inspanningen gebaseerd op micro-electronica technologie hebben de submicron schaal bereikt; deze kunnen gekarakteriseerd worden als een van boven af (top-down) strategie. De van onder af strategie echter, lijkt meer belovend. Het ultieme doel — grondige, goedkope controle over de structuur van materie — blijft hetzelfde ongeacht het pad dat wordt gebruikt.
Wanneer zal nanotechnologie worden bereikt.
Hoewel verkennende onderzoeken ons laten zien wat nanotechnologie mogelijk zal kunnen maken, stevig bouwende op de technische ervaring en de principes van de natuurwetten, bieden deze technieken geen manier om de implementatie datum te bepalen. Die zal afhangen van welke groepen beslissen het doel direct na te streven, wanneer deze beslissingen worden gemaakt, en hoeveel fondsen er in de projecten ge?nvesteerd zal worden. Omdat de verschillende paden nagevolgd worden vanwege hun eigen intrinsieke voordelen, in plaats van een expliciet ontwikkelingsprogramma voor nanotechnologie op zich, zal ook zonder een opzettelijke inspanning de vooruitgang doorgaan. Elke schatting van de tijdsduur zal op zijn best slechts een ge?nformeerde gok zijn. Gebruikelijke schattingen vallen in het 10-50 jaar bereik (de kortere schattingen worden vaak gegeven door diegene die bekend zijn met de Japanse onderzoeksdoelstellingen).
Krachtige technologi?n hebben in het algemeen een groot potentieel voor misbruik, is dit ook zo voor nanotechnologie?
Een technologie die snel en goedkoop geavanceerde produkten kan fabriceren kan gebruikt worden om snel een enorm arsenaal aan krachtige wapens te produceren. Ook kunnen er nieuwe type wapens ontwikkeld worden, die de eigenschappen van de huidige chemische en biologische wapens combineren met een grotere beheersbaarheid en dus een groter militair nut.
Moeten we ongerust zijn over loslopende replicatoren.
Het zal moeilijk zijn om een machine te bouwen met het wonderlijke aanpassingsvermogen van levende organismen. De replicatoren die het gemakkelijkste te bouwen zijn, zullen inflexibele machines zijn, zoals auto?s en industri?le robots, en zullen speciale brandstoffen en ruwe materialen vereisen, de equivalenten van hydraulische vloeistoffen en benzine. Een loslopende replicator bouwen die kan opereren in de vrije natuur is even moeilijk als het bouwen van een auto die van de weg af kan gaan en zichzelf kan voorzien van boomsap als brandstof. Met behulp van voldoende werk en inspanning kan dit verwezenlijkt worden, maar het zal nooit per ongeluk kunnen gebeuren. De ongelukken die plaats vinden zullen dezelfde zijn zoals in de huidige industrie: plaatselijk schadelijk maar niet catastrofaal voor de biosfeer. Het ontstaan van catastrofale problemen door opzettelijk misbruik lijkt waarschijnlijker, zoals het gebruik van nanotechnologie voor militaire agressie.
Gegeven deze problemen, moet nanotechnologie worden tegengehouden ?
Dit lijkt een vals alternatief. Veel wegen leiden tot nanotechnologie, oftewel via chemie, biotechnologie of natuurkunde. Duizenden bedrijven en tientallen landen volgen deze onderzoekspaden met het oog op de korte termijn voordelen die zich onderweg voordoen. Deze competitie verzekerd de doorgang van de ontwikkeling, ongeacht of een groep, land of alliantie ertegen is. Veel groepen zijn in een positie om een voorwaartse druk uit te oefenen, geen enkele zijn in de positie om het te verbieden en er voor te zorgen dat de ontwikkeling wordt stopgezet, wereldwijd en voor altijd. Al zal het zeker een discussie op doen waaien.
Hoe kan misbruik van nanotechnologie worden tegengegaan.
In het ideale geval wordt de race om de vroege doorbraken gewonnen door een land of een groep van landen onder een onder stabiel democratisch bestuur, en waar een vrije pers en een publieke controle misbruik kunnen helpen voorkomen. Breed gebaseerde internationale samenwerking lijkt duidelijk gewenst als we de kans op een omkeer van een vriendelijke competitie in een vijandelijke competitie en daarna in een onaangekondigde wapenwedloop willen minimaliseren. Dit maakt bijvoorbeeld ook een voortdurende vriendschap met Japan van groot belang.
Hoe wordt het concept van nanotechnologie ontvangen door wetenschappers en ingenieurs.
De meeste wetenschappers en ingenieurs vallen in de volgende drie categorie?n :
- Diegene die nog geen kennismaking met het concept hebben gehad
- Diegene die de eerste kennismaking met het concept hebben gehad via de media, en die het concept nog niet serieus onderzocht hebben
- Diegene die het concept onderzocht hebben als een technische zaak, en die het als redelijk hebben beoordeeld.
Het is moeilijk om (kredietwaardige) wetenschappers te vinden die het concept van nanotechnologie hebben bestudeerd en die een substantieel technisch tegenwerping hebben kunnen vinden. Wetenschappers bestuderen de natuur en ingenieurs ontwerpen nieuwe produkten, dus beide zijn in het algemeen onbekend met de zaken die van belang zijn bij het bestuderen van toekomstige technologi?n. In het algemeen zijn diegene met ten minste enige technische kennis van biologische moleculaire machines het snelste om het concept positief te beoordelen. Diegene die alleen een korte, kleurrijke, tweedehands uitleg hebben gehoord zijn sneller geneigd om een negatief oordeel te geven. Hoe wordt de discussie van nanotechnologie ontvangen door wetenschappers en ingenieurs.
Sommige onderzoekers vinden dat de discussie over nieuwe technische concepten zoals nanotechnologie beperkt moeten blijven tot de technische onderzoeks gemeenschap totdat ze echt ontwikkeld zijn, bang zijnde dat een voortijdige openbaring tot verwarring zal leiden, en misschien tot ongepaste en vroegtijdige regulatie.
Moet de regering erbij betrokken worden, op dit moment.
Publieke beleidsmakers vertrouwen op de technische gemeenschap om hun te voorzien van de ruwe informatie die nodig is om een technologisch beleid te kunnen cre?ren. Antwoorden op vragen zoals :
- Is deze technologie mogelijk ?
- Hoe makkelijk of moeilijk zal het worden, vanuit een technisch oogpunt, om de ontwikkeling te regelen ?
De technische gemeenschap is deze vragen nog steeds aan het onderzoeken. Het zal nog jaren duren voordat er een duidelijk antwoord aan de beleidsmakers kan worden gegeven, wat kan worden benut bij het maken van beslissingen. Totdat een overeenstemming is bereikt over de fundamentele technische zaken, zal het maken van een beleid voortijdig zijn. Gefrustreerde beleidsmakers kun dit proces versnellen door het steunen van technische bijeenkomsten gericht op het kritisch evalueren van de toepasbaarheid van nanotechnologie.
Hoe is het idee van nanotechnologie ontstaan.
Onderzoek gedaan in het begin van deze eeuw heeft de opbouw en eigenschappen van materie en atomen verduidelijkt, door te laten zien hoe atomen met elkaar kunnen combineren. Onderzoek door chemici in de jaren 1950 hebben de werking van natuurlijke moleculaire machines laten zien. In een toespraak in 1959 heeft de fysicus Richard Feynman voorgesteld dat zeer kleine robots mogelijk chemische substanties zouden kunnen maken. Bij MIT (Massachusetts Institute of Technology) heeft Eric Drexler in 1977, als een uitloper van een studie naar natuurlijk voorkomende moleculaire machines, de fundamenten ontwikkeld van het huidige concept van nanotechnologie. Deze idee?n werden voor het eerst gepubliceerd in een wetenschappelijk artikel in 1981, en in een boek in 1986 (Engines of Creation). Hij gaf de eerste cursus over dit onderwerp op de Stanford Universiteit in 1988.
