Нанонаука

Молекула пентану (C₅H₁₂) — "еталон" нанометру, за даними атомно-силового мікроскопа має довжину 0,97 нм^[1], зображення отримане методом денситометрії електронної хмарки^[2].

Нанонаука вивчає фізичні, хімічні, біологічні, фармакологічні, токсикологічні властивості наночастинок розміром від 1 до 100 нанометрів.

Нанонаука — це міждисциплінарна галузь, яка зосереджена на дослідженні, розумінні та використанні матерії на нанорівні. Нанонаука має справу з матеріалами, пристроями та системами з розмірами, зазвичай, до 100 нм, де нові властивості та явища виникають завдяки квантовим ефектам і збільшеному відношенню поверхні до об’єму. У наномасштабі поведінка речовини значно відрізняється від поведінки у великих масштабах. Квантова механіка домінує, і такі властивості, як електропровідність, механічна міцність і хімічна реакційна здатність, сильно відрізняються від звичних на макрорівні. Крім того, нанорозмірні матеріали часто демонструють явища, що призводить до унікальних оптичних, магнітних і каталітичних властивостей матеріалів, пристроїв та систем.

Ця відносно нова галузь, яка вже зробила багато відкриттів в різних наукових дисциплінах, включаючи фізику, хімію, біологію, інженерію, медицину^[3] та біомедичну інженерію^[4], енергетику^[3], сільське господарство^[5] та екологію^[3], і стимулювала розвиток нанотехнологій, що призвело до новаторських застосувань у багатьох галузях промисловості^[6]^[7].

Нанонаука призвела до появи наноматеріалів, які охоплюють наночастинки, нанотрубки, нанодротини тощо, зі спеціальними властивостями та функціями, розробленими для конкретних застосувань. Ці матеріали знаходять застосування в електроніці, каталізі, медицині та оздоровленні навколишнього середовища тощо.

Історія

Цей напрям виник у результаті поєднання досліджень з фізики, хімії, біології, генетики, медицини на основі досягнень із визначення розміру наночастинок. Тому нанонауку слід розглядати як один з аспектів розвитку, що охоплює коло проблем енергетики, біології, навколишнього середовища.

На початку 2000-х років ця галузь стала предметом зростаючої громадської обізнаності та суперечок, і, своєю чергою, почалися комерційні застосування нанотехнологій. Нанотехнології роблять внесок майже в усі галузі науки, включаючи фізику, матеріалознавство, хімію, біологію, інформатику та техніку. Наприклад, нанорозмірна електроніка проклала шлях до швидших і ефективніших електронних пристроїв, а нанотехнології наномедицини відкрили нові шляхи для цільової доставки ліків і точної медичної діагностики, та були застосовані для відновлення здоров’я людини з перспективними результатами, особливо в галузі лікування раку^[8]^[7].

Визначення

Префікс «нано-» належить до грецького префікса, що означає «карлик» або щось дуже маленьке і зображує одну мільярдну частину метра (10-9 м)^[8].

Слід розрізняти нанонауку та нанотехнологію. Нанонаука — це дослідження структур і молекул на нанометрових шкалах від 1 до 100 нм, а технологія, яка використовує її в практичних застосуваннях, таких як пристрої тощо, називається нанотехнологією. Для порівняння слід мати на увазі, що одна людська волосина має товщину 60 000 нм, а подвійна спіраль ДНК має радіус 1 нм^[8].

Див. також

Примітки

↑ Martin, D.S.; Weightman, P.; Gauntlett, J.T. (1999). The adsorption of n-dodecane and n-pentane onto highly oriented pyrolytic graphite studied by atomic force microscopy]. Surface Science. 424 (2): 187—198.
↑ Кучеров, О.П.; Лавровський, С.Є. (2022). Видимий атом (PDF). Інформаційні технології та спеціальна безпека. 8 (1): 29—62. ISSN 2414-5947.
1 2 3 Megh R. Goyal, Shrikaant Kulkarni (2023). Advances in Green and Sustainable Nanomaterials: Applications in Energy, Biomedicine, Agriculture, and Environmental Science. Apple Academic Press. с. 402. ISBN 9781774911662.
↑ Junaid Ahmad Malik, Megh R. Goyal, Mohamed Jaffer M. Sadiq (2023). Sustainable Nanomaterials for Biomedical Engineering: Impacts, Challenges, and Future Prospects. Apple Academic Press. с. 550. ISBN 9781774911990.
↑ Megh R. Goyal, Santosh K. Mishra, Lohith Kumar Dasarahalli-Huligowda (2022). Nanotechnology Applications in Agricultural and Bioprocess Engineering: Farm to Table. Apple Academic Press. с. 308. ISBN 9781774637500.
↑ Zhang, Fan (2017). Grand Challenges for Nanoscience and Nanotechnology in Energy and Health. Frontiers in Chemistry. Т. 5. doi:10.3389/fchem.2017.00080/full. ISSN 2296-2646. Процитовано 28 липня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
1 2 Wibowo, Yudha Gusti; Ramadan, Bimastyaji Surya; Taher, Tarmizi; Khairurrijal, Khairurrijal (10 травня 2023). Advancements of Nanotechnology and Nanomaterials in Environmental and Human Protection for Combatting the COVID-19 During and Post-pandemic Era: A Comprehensive Scientific Review. Biomedical Materials & Devices (англ.). doi:10.1007/s44174-023-00086-9. ISSN 2731-4812. PMC 10171735. PMID 37363141. Процитовано 28 липня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
1 2 3 Bayda, Samer; Adeel, Muhammad; Tuccinardi, Tiziano; Cordani, Marco; Rizzolio, Flavio (2020–01). The History of Nanoscience and Nanotechnology: From Chemical–Physical Applications to Nanomedicine. Molecules (англ.). Т. 25, № 1. с. 112. doi:10.3390/molecules25010112. ISSN 1420-3049. PMC 6982820. PMID 31892180. Процитовано 28 липня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки з неправильним форматом в діапазонах дат (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)

Додаткова література

Книги

Серія книг Frontiers of Nanoscience (Elsevier, 2009-2022+)
Серія книг Nanoscience & Nanotechnology (Royal Society of Chemistry, 2007-2023+)
Гамола О. Є., Пеленська І. Р., Пеленський Р. А. Моделювання електрофізичних процесів у субмікро- та наноструктурах. Національний університет «Львівська політехніка», кафедра теоретичної та загальної електротехніки. 2010.
Пеленський Р. А. Моделювання кремнієвих та вуглецевих наноприладів / Р. А. Пеленський, О. Є. Гамола // Електроенергетичні та електромеханічні системи: збірник наукових праць / відп. ред. О. Ю. Лозинський. - Л.: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2010. - 148 с.

Журнали

Applied Nanoscience (Springer)
Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology (IOP Publishing)
Current Nanoscience (Bentham Science Publishers)
Journal of Experimental Nanoscience (Taylor & Francis)
BioNanoScience (Springer)
International Journal of Nanoscience (World Scientific)
Nanoscience and Nanotechnology - Asia (Bentham Science Publishers)

Статті

Bayda Samer; Adeel Muhammad; Tuccinardi Tiziano; Cordani Marco; Rizzolio Flavio (2020). The History of Nanoscience and Nanotechnology: From Chemical–Physical Applications to Nanomedicine. Molecules (англ.) 25 (1). doi:10.3390/molecules25010112.
Zhang Fan (2017). Grand Challenges for Nanoscience and Nanotechnology in Energy and Health. Frontiers in Chemistry 5. doi:10.3389/fchem.2017.00080/full.
Нанонаука і нанотехнології: технічний, медичний та соціальний аспекти / Б. Є. Патон, В. Ф. Москаленко, І. С. Чекман та ін. // Вісник НАН України. — 2009. — № 6. — С. 18—26.
Нанонаука: історія становлення, стан, перспективи досліджень. eurolab.ua. Процитовано 31 січня 2022.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання)
Герман Кричевский (28 серпня 2015). Нанотехнологии в современной энергетике и в энергетике будущего. rusnor.org (рос.). Процитовано 31 січня 2022.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання)

[Martin-1] Martin, D.S.; Weightman, P.; Gauntlett, J.T. (1999). The adsorption of n-dodecane and n-pentane onto highly oriented pyrolytic graphite studied by atomic force microscopy]. Surface Science. 424 (2): 187—198.

[Atom3-2] Кучеров, О.П.; Лавровський, С.Є. (2022). Видимий атом (PDF). Інформаційні технології та спеціальна безпека. 8 (1): 29—62. ISSN 2414-5947.

[:0-3] 1 2 3 Megh R. Goyal, Shrikaant Kulkarni (2023). Advances in Green and Sustainable Nanomaterials: Applications in Energy, Biomedicine, Agriculture, and Environmental Science. Apple Academic Press. с. 402. ISBN 9781774911662.

[4] Junaid Ahmad Malik, Megh R. Goyal, Mohamed Jaffer M. Sadiq (2023). Sustainable Nanomaterials for Biomedical Engineering: Impacts, Challenges, and Future Prospects. Apple Academic Press. с. 550. ISBN 9781774911990.

[5] Megh R. Goyal, Santosh K. Mishra, Lohith Kumar Dasarahalli-Huligowda (2022). Nanotechnology Applications in Agricultural and Bioprocess Engineering: Farm to Table. Apple Academic Press. с. 308. ISBN 9781774637500.

[6] Zhang, Fan (2017). Grand Challenges for Nanoscience and Nanotechnology in Energy and Health. Frontiers in Chemistry. Т. 5. doi:10.3389/fchem.2017.00080/full. ISSN 2296-2646. Процитовано 28 липня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)

[:1-7] 1 2 Wibowo, Yudha Gusti; Ramadan, Bimastyaji Surya; Taher, Tarmizi; Khairurrijal, Khairurrijal (10 травня 2023). Advancements of Nanotechnology and Nanomaterials in Environmental and Human Protection for Combatting the COVID-19 During and Post-pandemic Era: A Comprehensive Scientific Review. Biomedical Materials & Devices (англ.). doi:10.1007/s44174-023-00086-9. ISSN 2731-4812. PMC 10171735. PMID 37363141. Процитовано 28 липня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)

[:2-8] 1 2 3 Bayda, Samer; Adeel, Muhammad; Tuccinardi, Tiziano; Cordani, Marco; Rizzolio, Flavio (2020–01). The History of Nanoscience and Nanotechnology: From Chemical–Physical Applications to Nanomedicine. Molecules (англ.). Т. 25, № 1. с. 112. doi:10.3390/molecules25010112. ISSN 1420-3049. PMC 6982820. PMID 31892180. Процитовано 28 липня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки з неправильним форматом в діапазонах дат (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]