नैनो टेक्नोलॉजी क्या है - उदाहरण, भविष्य के अनुप्रयोग और जोखिम

एक भौतिक प्रकृति की हर चीज - मनुष्य, पौधे, खनिज, वायु - आकार या इलेक्ट्रॉनिक चार्ज द्वारा एक साथ बंधे परमाणुओं और अणुओं के संयोजन से बना है। एक नैनो-स्केल पर परमाणुओं को हेरफेर करना सैद्धांतिक रूप से मनुष्यों को हीरे से भोजन तक सब कुछ पुन: पेश करने की अनुमति देगा.

जबकि इस तरह की तकनीक के लाभ लगभग अनगिनत हैं, इसने कुछ के बीच काफी चिंता पैदा कर दी है कि आणविक हेरफेर अनजाने में समाधान की तुलना में अधिक समस्याएं ला सकता है - और, और मानव विलुप्त होने तक। ऑस्ट्रलिया की धरती पर फ्रेंड्स ऑफ़ ऑस्ट्रेलिया, मेक्सिको में सावित्री के प्रति व्यक्ति का रुझान, और अमेरिका में ऑर्गेनिक कंज्यूमर्स एसोसिएशन जैसे संगठन नैनो-स्केल परियोजनाओं के आगे विकास का सक्रिय विरोध करते हैं।.

"स्केल" क्या है और यह क्यों महत्वपूर्ण है?

नैनोटेक्नोलॉजी वह विज्ञान है जो परमाणु, आणविक और सुपरमॉलेक्युलर स्केल पर पदार्थ के हेरफेर से संबंधित है - दूसरे शब्दों में, जो नग्न आंखों को देख सकता है, उससे बहुत छोटा है। प्रत्येक नैनोमीटर एक मीटर का एक अरबवां हिस्सा होता है - लगभग एक सेकंड में एक नख की लंबाई बढ़ती है। उस परिप्रेक्ष्य में, एक मानव बाल लगभग 80,000 से 100,000 नैनोमीटर चौड़ा है, एक लाल रक्त कोशिका 2,500 नैनोमीटर है, और मानव डीएनए का एक कतरा 2.5 नैनोमीटर व्यास में है.

यह केवल असाधारण परिशुद्धता उपकरणों के विकास के माध्यम से है, जैसे कि स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप और परमाणु बल माइक्रोस्कोप, कि नैनो तकनीक संभव हो गई है। इसका वादा और जोखिम क्वांटम भौतिकी की हमारी बढ़ती समझ से उत्पन्न होता है, जो अति-छोटी वस्तुओं से संबंधित है। आश्चर्यजनक रूप से, एक नैनोस्केल पर पदार्थों का व्यवहार अक्सर बड़े पैमाने पर इसके गुणों के विपरीत होता है.

उदाहरण के लिए, थोक रूप में पदार्थ जो इलेक्ट्रिक चार्ज नहीं ले सकते हैं - इन्सुलेटर - नैनो स्तर पर अर्धचालक बन सकते हैं, जैसे कि पिघलने के बिंदु और अन्य भौतिक गुण बदल सकते हैं। एक एल्यूमीनियम कोक 20 से 30 नैनोमीटर के पाउडर में नीचे गिर सकता है जो हवा में अनायास जल सकता है - एक संपत्ति जो इसे रॉकेट ईंधन उत्प्रेरक बनाती है। इसी तरह, एक हीरे और एक पेंसिल में ग्रेफाइट दोनों ही कार्बन से बने होते हैं, लेकिन कार्बन परमाणुओं के बंधन के तरीके के कारण उनके पास अलग-अलग गुण होते हैं।.

नैनो-शब्दावली

जैसा कि विज्ञान ने "नैनो" क्षेत्र में विस्तार किया है, इसलिए शब्दावली है। यहाँ कुछ बुनियादी परिभाषाएँ दी गई हैं:

नैनो: पारंपरिक औद्योगिक और रासायनिक प्रक्रियाओं सहित कोई भी तकनीक, जिसमें उपन्यास गुणों के साथ एक और एक सौ नैनोमीटर के बीच संरचनाएं शामिल हैं। उदाहरण के लिए, पहले से ही दाग-प्रतिरोधी फाइबर और उच्च प्रदर्शन वाले सनस्क्रीन लोशन वाले कपड़े बनाने के लिए नैनो-कोटिंग का उपयोग किया जाता है.
nanofactories: नैनोस्केल पर, प्रत्येक निर्माण विधि परमाणुओं की व्यवस्था के लिए एक विधि है। "आणविक असेम्बलर्स" भी कहा जाता है, नैनोफैक्टरीज छोटे, बंद-सिस्टम निर्माण इकाइयाँ हैं जो जटिल भौतिक और जैविक संरचनाओं का निर्माण करने के लिए प्रतिक्रियाशील अणुओं को जोड़ते हैं - खनिजों से, मानव अंगों और हड्डियों तक। एक एकल मानव कोशिका एक जैविक आणविक विनिर्माण इकाई, या नैनोफैक्टिक का सही उदाहरण है, जो संयोजन की प्रक्रिया को निर्देशित करने के लिए डिजिटल आनुवंशिक सामग्री (डीएनए) को पढ़ता है। दूरदर्शिता संस्थान के जॉन बर्च ने भविष्यवाणी की है कि 21 वीं सदी के मध्य तक जैविक आणविक इंजीनियरिंग और विनिर्माण के अनुप्रयोगों का विस्तार और तेजी से विकास होना चाहिए.
nanobots: ये नैनोफ़ैक्ट्रीज़ के उत्पाद हैं, लेकिन स्व-प्रतिकृति या निर्देशित होने की उम्मीद नहीं है। नैनोबॉट्स नैनो-टेक्नोलॉजी और रोबोटिक्स के चौराहे पर आते हैं और इस समय विज्ञान की तुलना में अधिक विज्ञान-गल्प हैं। हालांकि, उनके उपयोग के लिए निश्चित रूप से पेचीदा संभावनाएं हैं, खासकर मानव शरीर के भीतर। कुछ भविष्यवादियों का मानना है कि नैनोबॉट्स एक दिन रक्तप्रवाह के माध्यम से यात्रा करने में सक्षम हो सकते हैं, और विशिष्ट रोगग्रस्त कोशिकाओं का इलाज कर सकते हैं। एक उदाहरण एक नैनोबोट हो सकता है जो केवल एक विशिष्ट प्रकार के कैंसर को हमला करता है और नष्ट करता है.

नैनो टेक्नोलॉजी का वर्तमान और भविष्य का उपयोग

सोसाइटी ऑफ टॉक्सिकोलॉजी के अनुसार, नैनो टेक्नोलॉजी में एडवांस पहले से ही कई तरह के नए मैटेरियल तैयार कर रहे हैं। वे पुरानी सामग्री, जैसे कार्बन, को भी ग्रहण कर रहे हैं, इस प्रकार उन्हें "उपभोक्ता और औद्योगिक उत्पादों को बेहतर बनाने, महत्वपूर्ण ऊर्जा आवश्यकताओं को संबोधित करने, सुरक्षा प्रणालियों को बढ़ाने और चिकित्सा क्षेत्र में सुधार करने की बहुत संभावनाएं हैं।"

कार्बन नैनोट्यूब - कल्पना करें कि कार्बन परमाणुओं की एक शीट लुढ़की हुई है - टेनिस रैकेट और गोल्फ क्लब जैसे उपभोक्ता उत्पादों में अब दिखाई देती है। वे 200 गुना ताकत और स्टील की लोच के पांच गुना, तांबे की विद्युत चालकता के पांच गुना और एल्यूमीनियम के आधे घनत्व का प्रदर्शन करते हैं। इसके अलावा, वे जंग, विकिरण से नीचा या तापमान परिवर्तन के साथ विस्तार या अनुबंध नहीं करते हैं। इस संबंध में, ऑटोमोबाइल और हवाई जहाज जैसे उत्पादों में उनके आवेदन की अपील काफी स्पष्ट हो जाती है.

वर्जीनिया टेक में उभरती नैनोटेक्नोलोजी पर परियोजना 1,790 से अधिक मौजूदा उपभोक्ता उत्पादों को सूचीबद्ध करती है जो नैनो-सक्षम हैं, जिसमें कपास की चादरें, degreasers, गोल्फ शाफ्ट, पेंट और सौंदर्य प्रसाधन शामिल हैं। कुछ वैज्ञानिकों ने यह भी भविष्यवाणी की है कि सौर कोशिकाओं को अंततः इस तरह के स्थायित्व और इतनी कम लागत के साथ विकसित किया जा सकता है जैसे कि छत, फुटपाथ और सड़कों में उनके उपयोग की अनुमति देने के लिए - एक गैर-प्रदूषणकारी, प्रचुर मात्रा में और सस्ती ऊर्जा आपूर्ति के लिए रास्ता बनाना।.

नैनोटेक्नोलॉजी का उपयोग करते हुए मौजूदा उत्पादों के विशिष्ट उदाहरणों में निम्नलिखित शामिल हैं:

Seldon Technologies 'MineralWater सिस्टम एक कार्बन नैनोट्यूब निस्पंदन उपकरण है जो रोगजनक और दूषित पदार्थों जैसे वायरस, बैक्टीरिया, सिस्ट को हटाता है और पीने योग्य पानी देने के लिए उपयोग करता है जो USEPA पीने के पानी के मानक से अधिक है.
लिंडे इलेक्ट्रॉनिक्स की कार्बन नैनोट्यूब स्याही डिस्प्ले, सेंसर और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए है जैसे कि एक रोल-अप स्क्रीन वाला स्मार्टफोन या कार के विंडशील्ड में देखने वाला जीपीएस डिवाइस।.
सनस्क्रीन उत्पादों में टाइटेनियम डाइऑक्साइड या जिंक ऑक्साइड नैनो-कण शामिल हैं जो कैंसर पैदा करने वाले पराबैंगनी प्रकाश को प्रतिबिंबित या अवशोषित करते हैं। ये उत्पाद अदृश्य और लंबे समय तक चलने वाले होते हैं, और इनमें पारंपरिक सनस्क्रीन की तुलना में कम अड़चन और एलर्जेन सामग्री होती है.
कई ओवर-द-काउंटर पट्टियों में अब चांदी के नैनोपार्टिकल्स होते हैं जो संक्रमण और कटाव के आसपास संक्रमण को रोकते हैं, प्रभावी रूप से पट्टी के साथ एंटीबायोटिक मरहम मिश्रण करते हैं.
जीवाणुरोधी स्विमिंग पूल तरल पदार्थ। ये पिछले उत्पादों के कठोर रसायनों के लिए तैराकों के संपर्क को कम करते हुए हानिकारक जीवाणुओं से मुकाबला करने में अधिक प्रभावी हैं.

जैसा कि दूरदर्शिता संस्थान द्वारा अनुमानित किया गया है, नैनोफैक्टरीज की बढ़ती उपलब्धता के रोजमर्रा के लाभों में निम्नलिखित शामिल होंगे:

चिकित्सा नैनोरोबोट्स जो रोग और रिवर्स एजिंग का इलाज करते हैं. रॉबर्ट फ्रीटास, इंस्टीट्यूट फॉर मॉलिक्यूलर मैन्युफैक्चरिंग के सीनियर रिसर्च फेलो, उनकी नैनोमेडिसिन बुक सीरीज़ में एक प्रोजेक्ट है, जिसमें सेल्युलर और माइक्रोस्कोपिक सर्जरी करने, विशिष्ट चोटों को ठीक करने और बीमारी की पहचान और प्रतिरोध करने के लिए शरीर में मेडिकल नैनोरोबोट्स को मानव शरीर में पेश किया जाता है। । इंस्टीट्यूट फॉर एथिक्स एंड इमर्जिंग टेक्नोलॉजीज के लिए वेबसाइट पर, बर्च ने एक परिदृश्य का वर्णन किया जहां एक अंतर्ग्रहीय गोली क्षतिग्रस्त या मरने वाली मस्तिष्क कोशिकाओं को बदलने के लिए नए न्यूरॉन्स बनाने के लिए नैनोबॉट्स के निर्देशों के साथ आणविक सामग्रियों की आपूर्ति करेगी। ये नई मस्तिष्क कोशिकाएं जैविक मस्तिष्क की तुलना में बहुत तेजी से सूचनाओं को संसाधित करेंगी, जिस तरह एक कृत्रिम अंग मानव हाथ या पैर से अधिक मजबूत हो सकता है.
निर्मित उत्पादों की लागत में कमी. बुनियादी लागतें कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन जैसे कच्चे माल के मूल्य और नैनोफैक्ट्री को संचालित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा के मूल्य पर गिर जाएंगी। एक कार्बन फाइबर से बने ऑटोमोबाइल की कल्पना करें और नैनोफैक्टरीज में निर्मित - बजाय उन सामग्रियों के साथ जिन्हें खनन, प्रसंस्करण और कॉन्फ़िगरेशन की आवश्यकता होती है। सैद्धांतिक रूप से, वस्तुतः किसी भी सामग्री या वस्तु को नैनोफैक्टरीज के संयोजन द्वारा नीचे-ऊपर इकट्ठा किया जा सकता है। बड़े पैमाने पर परिणाम तब होते हैं जब एक साथ और synergistic nanoscale प्रक्रियाओं को जोड़ दिया जाता है। एरिक ड्रेक्सलर, एक अमेरिकी इंजीनियर जो नैनो को लोकप्रिय बनाने के लिए जाना जाता है, "स्टार ट्रेक" प्रसिद्धि के "प्रतिकृति" के समान बड़े, उपयोगी उत्पाद बनाने वाले डेस्क-टॉप कारखानों के भविष्य की भविष्यवाणी करता है। वास्तव में, जून 2014 में, नेस्ले के इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ साइंसेज ने एक नई परियोजना की घोषणा की, जो अंततः एक "रसोई की मशीन का नेतृत्व कर सकती है जो अनुरूप पूरक - या भोजन भी बना सकती है।"
आर्टिफिशियल जनरल इंटेलिजेंस (AGI) का विकास. दूरदर्शिता संस्थान के अनुसार, नैनोफैक्टरीज में इंजीनियरिंग और तकनीकी कार्यों के लिए मशीन सिस्टम शामिल होंगे जो बदले में, उन कंप्यूटरों का निर्माण करेंगे जो वर्तमान कंप्यूटरों की तुलना में हजारों गुना अधिक शक्तिशाली और सस्ती हैं। जैसे-जैसे मशीनें एक एप्लिकेशन या वातावरण से दूसरे में ज्ञान सीखती हैं और स्थानांतरित करती हैं, तेजी से उन्नति संभावित बन जाती है। हालांकि, कुछ सवाल है कि एजीआई को कितनी जल्दी हासिल किया जा सकता है। 1990 के बाद से, $ 100,000 का पुरस्कार किसी को भी उपलब्ध हो चुका है, जिसकी मशीन स्वतंत्र न्यायाधीशों को यह सोचने में मूर्ख बना सकती है कि वह मुक्त बातचीत में लगे हुए हैं। पुरस्कार दिया जाना अभी बाकी है.
औद्योगिक रासायनिक प्रदूषण का उन्मूलन. चूंकि जैविक खाद्य स्टॉक में प्रत्येक परमाणु का उपयोग अंतिम उत्पाद में किया जाता है, या उचित रूप से पैक किए गए कचरे में निर्देशित होता है, कोई भी प्रदूषणकारी परमाणु पर्यावरण में जारी नहीं किया जाता है। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक कोयले प्रदूषक पैदा करते हैं जैसे कि सल्फर डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, वायुजनित भौतिक कण और पारा जब जलाया जाता है। एक कृत्रिम ईंधन का निर्माण जो उत्पादों को खत्म करता है, या उन्हें गैर-हानिकारक रूप में परिवर्तित करता है, स्वास्थ्यप्रद और कम खर्चीला होगा.

द पेरिल्स एंड रिस्क ऑफ नैनो टेक्नोलॉजी

यहां तक कि बर्च और ड्रेक्सलर जैसे नैनोटेक्नोलॉजी के प्रस्तावक भी नुकसान की अपनी क्षमता को पहचानते हैं और संभवत: मानव जाति का सफाया कर देते हैं यदि तकनीक अनियंत्रित या गलत तरीके से बनाई गई है। इन संभावित हानिकारक प्रभावों में निम्नलिखित शामिल हैं:

जनसंख्या. 80 वर्ष से अधिक आयु के मनुष्यों की मृत्यु दर 1960 के बाद से प्रति वर्ष लगभग 1.5% कम हो गई है। रॉबर्ट फ्रीटास, जूनियर का सुझाव है कि नैनो टेक्नोलॉजी में प्रगति से सभी आनुवांशिक बीमारियां और धीमी गति से बढ़ती उम्र खत्म हो जाएगी, "मानव स्वास्थ्यवर्धक कम से कम दस गुना बढ़ जाएगा।" यदि दीर्घायु में वृद्धि जन्मों को कम नहीं करती है, तो मानव जाति तेजी से विस्तार करेगी, सामाजिक तनाव और संभावित रूप से थकाऊ संसाधनों का विस्तार होगा।.
अपराध और आतंकवाद में वृद्धि. रासायनिक और जैविक हथियार अधिक घातक और छुपाने या ट्रैक करने में आसान हो सकते हैं, खासकर यदि वे काले बाजार में उपलब्ध हो जाते हैं या घर के कारखाने में निर्माण किए जा सकते हैं। Nanofactories सैद्धांतिक रूप से एक बुद्धिमान एंटी-कार्मिक हथियार का निर्माण कर सकते हैं जो कि बोटुलिज़्म की घातक खुराक ले जाने में सक्षम कीट का आकार है। ग्रह पर हर इंसान को मारने में सक्षम ऐसे हथियारों की संख्या को एक ही सूटकेस में पैक किया जा सकता है.
हवस और हैव-नॉट्स के बीच विषमता. नैनोटेक्नोलॉजी के विकास के शुरू में महंगे होने की संभावना है और इसके परिणामस्वरूप पेटेंट, कानून और प्रतिस्पर्धी-विरोधी बाधाओं की परतों द्वारा संरक्षित किया जाता है। तदनुसार, कम लागत का लाभ प्रौद्योगिकी के मालिकों तक सीमित होने की संभावना है। गरीबी और आय असमानता अधिक अतिरंजित हो सकती है, इस प्रकार सामाजिक अशांति पैदा करती है.
धार्मिक विश्वासों और जीवन शैली पर संघर्ष. दुनिया भर में, उत्पादों को धार्मिक या नैतिक सिद्धांतों के आधार पर प्रतिबंधित या प्रतिबंधित किया जाता है, जो कि बहुमत द्वारा साझा नहीं किए जाते हैं। उदाहरणों में ब्रिटेन में बंदूकें, मुस्लिम समाजों में शराब और विभिन्न देशों में मनोरंजक दवाएं शामिल हैं। व्यक्तिगत नैनोकणों में प्रतिबंधित उत्पादों का उत्पादन करने की क्षमता उन समाजों में व्यवधान पैदा कर सकती है.
"ग्रे गू की उपस्थिति." कुछ वैज्ञानिक इस बात से चिंतित हैं कि स्व-प्रतिरक्षित नैनोफैक्ट्री अमोक को चला सकती है, स्वयं की असीमित प्रतियां बनाने के लिए उन्मादी प्रयास में जीवमंडल खा रहे हैं। जिस तरह असामाजिक व्यवहार आबादी के एक निश्चित प्रतिशत के लिए अपरिवर्तनीय है - जैसा कि अस्तित्व में कंप्यूटर वायरस की संख्या से स्पष्ट है - गैर-जिम्मेदार लोग और समूह स्व-प्रतिकृति नैनोकणों को बनाने की संभावना रखते हैं, जिससे आपदा की संभावना बढ़ जाती है।.

अंतिम शब्द

एंटरप्राइज कैपिटल फर्म ड्रेपर फिशर जुरवेत्सन के प्रबंध निदेशक स्टीव जुर्वेत्सन का दावा है कि नैनो टेक्नोलॉजी का भविष्य "अगर" नहीं है, बल्कि "जब" है। जोश वोल्फ, लक्स कैपिटल के सह-संस्थापक और फोर्ब्स / वोल्फ नैनोटेक की रिपोर्ट के संपादक सहमत हैं, कहते हैं कि सब कुछ - कपड़े, भोजन, कार, आवास, चिकित्सा, संचार उपकरण, जिस हवा में हम सांस लेते हैं और जो पानी हम पीते हैं - वह गुजरना होगा " गहरा और मौलिक परिवर्तन। और इसके परिणामस्वरूप, दुनिया की सामाजिक और आर्थिक संरचना होगी। ”

क्या नैनो तकनीक "दार्शनिक पत्थर" होगी जो हर इच्छा को सच करने में सक्षम है, या पेंडोरा के बॉक्स के उद्घाटन, मानव जीवन पर अकल्पनीय कठिनाई और भयावहता को उजागर करता है जैसा कि हम जानते हैं?