2.6.5. Ультрафиолетовые нанокристаллические диоды в биомедицинских устройствах
Д
иоды
на основе неорганических нанокристаллов,
получаемых из растворов, имеют огромный
потенциал использования в экологических
и биомедицинских приложениях благодаря
их дешевизне, надёжности и химической
стойкости. Но разработки в этой области
долгое время сдерживались сложностью
достижения ультрафиолетовой эмиссии.
Медицина нуждается в диодах как активных диагностических платформах типа «лаборатория на чипе», а также в качестве источника света, который можно было бы имплантировать в тело для запуска определённых фотохимических реакций. Подобные устройства могли бы, например, селективно активировать светочувствительные лекарственные препараты для более направленного действия, а также тестировать присутствие флуоресцентных маркеров в конкретном участке тела в диагностических целях.
Рис. 6. Встроенные в стеклянную матрицу нанокристаллы открывают пути к созданию УФ-диодов для биомедицинского применения.
Основанный на стекле материал, может излучать свет в ультрафиолетовом спектре, а также способный к интеграции с кремниевыми чипами. Таким образом, новое устройство, будучи неорганическим, сочетает в себе химическую инертность и механическую стабильность стекла с электрической проводимостью и электролюминесценцией.
В традиционных светоизлучающих светодиодах эмиссия света происходит в очень узком интерфейсе между двумя полупроводниками. В данном случае был использован отличный от привычного дизайн оксид-в-оксиде, поскольку он позволяет производить материал, который ведёт себя подобно ансамблю полупроводниковых переходов, распределённых по всему объему стекла.
2.6.6. Нанотрубки и лабораторные анализы
Углеродные нанотрубки могут нести особые белки (желтый), способные захватывать специфические биомаркеры (фиолетовый). Новая технология ускоряет скорость проведения анализов почти в три раза и может найти применение не только в медицине, но в токсикологии, мониторинге окружающей среды, разработке новых лекарств и других областях.
Ключом к новой технологии являются уникальные особенности углеродных нанотрубок. Полые длинные нанотрубки обладают уникальными механическими, оптическими и электронными свойствами. В частности, углеродные нанотрубки можно использовать для обнаружения белка на поверхности датчика. Для этого на нанотрубку крепится белок-ловушка, который захватывает биомаркер, в результате чего нанотрубка меняет свое электрическое сопротивление. Таким образом можно определить наличие того или иного белка, например, специфических биомаркеров рака молочной железы.
Заключение
Итак, нанотехнологии являются действительно передовыми направлениями современной науки и производства. Поскольку размеры молекул составляют 10-9м, а нанотехнологии как раз и работают на этих размерах. На таком уровне возникают силы взаимодействия отличные, от привычных для нас. Это позволяет создавать материалы с более высоким качеством, а значит и возможностями. Перед нанотехнологиями поставлено множество вопросов, на которые должны быть найдены ответы. Тогда окружающий нас мир примет новый облик. В котором, нас будут окружать не только высококачественные материалы и оборудование, но и изменится промышленное производство. Более экономичными будут затраты невосполняемых энергоресурсов, более экологически чистым будет производство. В целом человечество шагнёт на новый уровень своего развития, как это уже не однократно было в истории человечества. Нанотехеологии позволят не только изменить производство и окружающие нас предметы, но и жизнь самого человека. Начиная от медицинской диагностики состояния организма человека, внедрения быстродействующих, без побочных действий лекарственных препаратов, до лечения тяжелых заболеваний. Продление жизни человека и координальное изменение её качества – это не фантастические рассуждения, а реальность. Нанотехнологии сейчас, то же самое что освоение космоса в начале прошлого века. Но при этом Человеку нужно не только сделать ещё множество открытий в этой области, но и не забывать о последствиях своих действий. Ведь мы в ответе не только за себя, но и за весь наш общий дом – планету Земля.
Источники
http://www.portalnano.ru/
http://ru.wikipedia.org