top of page

Что такое нанотехнология и как она работает?

Прямо сейчас внутри вашего тела существуют крошечные сети инженерных механизмов. Оно есть в каждом из нас и почти во всем. Это называется нанотехнологии. Он был помещен в наш воздух, дождь, почву, растения, животных и в каждого человека. Нанотехнология включает в себя разработку и манипулирование атомами и молекулами в наномасштабе (1–1000 нанометров). Частицы в этом масштабе называются наночастицами . В диапазоне масштабов от 1 до 100 нанометров происходят квантовые эффекты, поэтому некоторые организации склонны подчеркивать этот диапазон в наномасштабе до такой степени, что определяют наночастицы как таковые, что является неправильным термином. «Наноматериалы можно определить как физические вещества, размер отдельной единицы которых (по крайней мере, в одном измерении) составляет от 1 до 1000 нанометров (10–9 метров), [но] обычно составляет 1–100 нм (обычное определение наноразмера). ."
Наноматериалы

Разработка наночастиц называется нанотехнологией. Слово «наночастицы» относится к синтетическим наночастицам, полученным в результате этого процесса, и будет использоваться на этом веб-сайте как синоним слова «нанотехнология».

Нанотехнологии в наших телах состоят из сконструированных наночастиц и наноразмерных механизмов, известных как наномашины или наноботы. Они содержат встроенное программное обеспечение для хранения и выполнения задач. У них есть приемопередатчики для отправки и получения сообщений на наноуровне. У них есть способность к размножению . Они могут изготавливать и копировать компоненты, а также способны к самостоятельной сборке . Они оснащены нанодатчиками и приводами, использующими нанотехнологии связи (молекулярная связь/наноэлектромагнитная связь на основе терагерца). Они также содержат генератор энергии, который собирает энергию из тела, который может хранить энергию в клетках наномашины и поддерживать электрический ток в программном обеспечении.

RTEmagicC_evolving_nano_fig2.png.png

Изображение предоставлено: Блог IFTF

Наномашины внутри тела образуют внутрителесные наносети, называемые Интернетом нановещей (IoNT).

Сети внутри нас соединяются с сетями устройств снаружи , известные как Интернет вещей (IoT).

Electromagnetic Nanonetworks.png

Здесь содержатся очень полезные наглядные пособия:

Внутрителовая наносеть

Наносенсоры, биосенсоры или бионаносенсоры — это наноструктуры, которые обнаруживают и измеряют различные вещи, такие как химические вещества, свет, температуру, газы, электрические поля, физические или биологические материалы на наноуровне. « Биосенсоры » — это наносенсоры, в конструкции которых имеются биологические элементы.

Существует несколько способов классификации типов наносенсоров в зависимости от их структуры и применения. Наносенсоры вместе с наноантеннами и нанотрансиверами образуют беспроводные наносенсорные сети (WNSN).

Наносенсоры используются во всем: от медицинской диагностики до электроники, мониторинга качества воды, изменения погоды, сельского хозяйства и производства продуктов питания, включая упаковку и транспортировку.

optical biosensors.jpeg

There are several ways to categorize the types of nanosensors based on their structure and application. Nanosensors, along with nanoantennas, and nanotransceivers, form wireless nanosensor networks (WNSN’s). 

Nanosensors are used in everything from medical diagnostics to electronics, monitoring water quality, weather modification, farming, to food production including packaging and transportation.

платформы наноносителей_edited_edited.jpg

«В последнее время наносенсоры нашли широкое применение в сферах фармацевтики, медицины, промышленности и т. д. Наносенсоры можно использовать для решения многих человеческих проблем и лечения болезней, поскольку их можно легко адаптировать к окружающей среде».

Наносенсоры для химико-биологического и медицинского применения

По данным Пентагона, Деннис Бушнелл, бывший главный научный сотрудник Исследовательского центра НАСА в Лэнгли, рассказывает в этом ролике о глобальной сенсорной сети, содержащей 10-100 триллионов датчиков, объединенных в сеть и контролируемых спутниками, и все это в течение 5-10 лет, по данным Пентагона. Это было зафиксировано в 2018 году.

Определения фотографий page.png

Изображение предоставлено

Пример связности терминов «Интернета», найденных здесь , к которым относится Интернет нано-вещей (IoNT). Многие отдельные разделенные подмножества Интернета всего (IoE) и Интернета вещей (IoT) соединяются друг с другом, образуя одну общую объединенную сеть.

Наномашины общаются друг с другом внутри тела. Они также общаются с устройствами вне тела. Существует множество видов коммуникации. Для простоты здесь будут рассмотрены только основные типы.

Усилия по разработке основы для наномасштабной и молекулярной связи предпринимаются Институтом ассоциации инженеров по электротехнике и электронике, известным как IEEE. В частности, IEEE P1906.1 «Рекомендуемая практика для структуры наномасштабной и молекулярной связи», которая представляет собой группу стандартов IEEE, спонсируемую Советом по развитию стандартов Общества связи IEEE. IEEE является единственным и наиболее важным регулирующим органом в области инженерных и коммуникационных стандартов во всем мире. Они охватывают все нанотехнологии, включая сконструированные бактериальные наномашины и то, как они подключаются к устройствам в окружающей среде.

(подробнее о IEEE можно узнать здесь )

Ян Акилдиз помог создать Центр NaNoNetworking в Каталонии ( N3Cat ). Они описывают взаимодействие наномашин как таковое: Наносети представляют собой взаимосвязь наномашин и, как таковые, расширяют возможности одной наномашины.

WBAN

​

“We use the Internet of Bodies in our Central Command Platform for City Management, Security, and Surveillance.”

WBAN and BBN.png

Wireless Body Area Network (WBAN) and Body-to-Body Network (BBN or B2B)

Source

​

​​Human skin serving as a layer of wireless computer networking:

The Internet of Bio-Nano-Things (IoBNT) and Wireless Body Area Network (WBAN) use biocyber interfaces to connect with the Internet of Things (IoT).

Both the WBAN, which has existed prior to 2004, and the IoBNT, continue to be developed. 

The first international standard for Wireless Body Area Networks (WBANs) (802.15.6) was published in 2012 by the IEEE. It was made for both medical and non-medical uses. 

“Short-range, wireless communications in the vicinity of, or inside, a human body (but not limited to humans) are specified in this standard.”

Coinciding with that standard, nanoscale antenna made from graphene were being developed.

According to Professor Akyildiz, as seen in the video the clip below, they had tried to apply for the patent on graphene-based plasmonic nano-antenna earlier on. However, the CIA had prevented it until the release of the patent by the CIA in 2017. 

Ian Akyildiz helped form The NaNoNetworking Center in Catalonia (N3Cat). They describe the communication of nanomachines as such: Nanonetworks are the interconnection of nanomachines, and as such expand the capabilities of a single nanomachine.

рис. 7, что такое nano.png
Fig 4 what is nano.png

В этом документе обсуждаются многочисленные наносети, установленные внутри людей с использованием терагерцового диапазона и MAC. Для этого требуется Bluetooth и Near Field Communications (NFC), которые есть в таких интеллектуальных устройствах, как сотовые телефоны.

​“…THz communication acts as a bridge, facilitating the conversion of information between the molecular domain (inside the body) and the electromagnetic domain (outside the body).”

Более подробную информацию о том, как работает связь Интернета нановещей (IoNT) в ТГц, можно найти в этом интервью с Жозепом Жорне (пропустите первые 6 минут):

How Terahertz relates to gene editing:

degree of unwinding.jpeg

“Unwinding the double helix of the DNA molecule is the basis of gene duplication and gene editing, and the acceleration of this unwinding process is crucial to the rapid detection of genetic information. Based on the unwinding of six-base-pair DNA duplexes, we demonstrate that a terahertz stimulus at a characteristic frequency (44.0 THz) can serve as an efficient, nonthermal, and long-range method to accelerate the unwinding process of DNA duplexes.”

Как 5G и 6G соединяются с наносетями:

Плазмоника:

Плазмоника (также известная как наноплазмоника) — это форма наномашинной связи, которая включает отправку, получение и манипулирование оптическими сигналами. Графен по отношению к плазмонике сыграл ключевую роль в разработке и использовании наномашин.

«[Плазмонную] наночастицу можно описать как антенну, усиливающую излучение света, излучаемое в дальнюю зону, что согласуется с тем, что другие спектроскопические сигналы усиливаются плазмоном либо за счет увеличения поглощения, либо излучения фотонов».

Примерами наноскопической плазмоники являются оксид графена, нанозолото, оксид железа и диоксид титана.

Оксиды железа и диоксид титана добавляются в нашу пищу и лекарства .

Золотые наностержни обнаруживаются в воздухе и используются в аэрозолях для геоинженерии .

Диоксид титана также содержится в солнцезащитных кремах и косметике — плазмоники усиливают проникновение в кожу .

Оксид графена используется в здравоохранении и в аэрозолях для геоинженерии .

​

Оксид графена и оксид железа, помимо того, что являются плазмониками, еще и магнитны.

Оптогенетика — это область нанотехнологий, которая включает использование света для манипулирования определенными нейронами с целью контроля их поведения, беспроводное перепрограммирование генома и многое другое. Оптические нано-биоинтерфейсы соединяют биологические сети с традиционными электронными вычислительными системами.

Оптогенетика — это область нанотехнологий, которая включает использование света для манипулирования определенными нейронами с целью контроля их поведения, беспроводное перепрограммирование генома и многое другое. Оптические нано-биоинтерфейсы соединяют биологические сети с традиционными электронными вычислительными системами.

Оптогенетика — это область нанотехнологий, которая включает использование света для манипулирования определенными нейронами с целью контроля их поведения, беспроводное перепрограммирование генома и многое другое. Оптические нано-биоинтерфейсы соединяют биологические сети с традиционными электронными вычислительными системами.

«Оптогенетика — это элегантный подход к точному контролю и мониторингу биологических функций клетки, группы клеток, тканей или органов с высоким временным и пространственным разрешением с использованием оптических систем и технологий генной инженерии».

«Флуоресцентные молекулы, такие как флуоресцентные белки, квантовые точки и органические красители, также могут использоваться для реализации селективного по длине волны оптического интерфейса. Молекулы органических красителей использовались в качестве наноприемопередатчиков для молекулярных наносетей на основе FRET. Они действуют как одиночные молекулярные молекулы. оптические интерфейсы, которые получают оптические управляющие сигналы от внешнего источника и безызлучательно передают их в наносеть на основе FRET.

оптигенетика - что такое nano.jpeg

(Фото: Рабих О. Аль-Кайси, ссылка ниже)

«Он похож на паука и снуют, как паук,

но на самом деле это крошечный мотор, сделанный из

кристаллизованные молекулы, которые движутся под воздействием света».

оптигенетика - что такое nano.jpeg

(Фото: Рабих О. Аль-Кайси, ссылка ниже)

«Он похож на паука и снуют, как паук,

но на самом деле это крошечный мотор, сделанный из

кристаллизованные молекулы, которые движутся под воздействием света».

Are self-assembling
оптигенетика - что такое nano.jpeg

(Фото: Рабих О. Аль-Кайси, ссылка ниже)

«Он похож на паука и снуют, как паук,

но на самом деле это крошечный мотор, сделанный из

кристаллизованные молекулы, которые движутся под воздействием света».

«Система редактирования генома, известная как CRISPR, позволяет ученым удалять или заменять любой целевой ген в живой клетке. Исследователи Массачусетского технологического института теперь добавили дополнительный уровень контроля над тем, когда и где происходит редактирование генов, заставив систему реагировать на свет».

«Система редактирования генома, известная как CRISPR, позволяет ученым удалять или заменять любой целевой ген в живой клетке. Исследователи Массачусетского технологического института теперь добавили дополнительный уровень контроля над тем, когда и где происходит редактирование генов, заставив систему реагировать на свет».

«Система редактирования генома, известная как CRISPR, позволяет ученым удалять или заменять любой целевой ген в живой клетке. Исследователи Массачусетского технологического института теперь добавили дополнительный уровень контроля над тем, когда и где происходит редактирование генов, заставив систему реагировать на свет».

«Система редактирования генома, известная как CRISPR, позволяет ученым удалять или заменять любой целевой ген в живой клетке. Исследователи Массачусетского технологического института теперь добавили дополнительный уровень контроля над тем, когда и где происходит редактирование генов, заставив систему реагировать на свет».

«Система редактирования генома, известная как CRISPR, позволяет ученым удалять или заменять любой целевой ген в живой клетке. Исследователи Массачусетского технологического института теперь добавили дополнительный уровень контроля над тем, когда и где происходит редактирование генов, заставив систему реагировать на свет».

Оптогенетика и смартфоны:

Visible Light Communication (VLC):

visible light comm.jpeg

​“In telecommunications, visible light communication (VLC) is the the use of visible light…as a transmission medium. VLC is a subset of optical wireless technologies. 

The technology uses fluorescent lamps (ordinary lamps, not special communications devices) to transmit signals…over short distances.

Specially designed electronic devices generally containing a  photodiode receive signals from light sources, although in some cases a cell phone camera or a digital camera will be sufficient.”

Wikipedia: Visible light communication

​

An Introduction to Visible Light Communication (VLC) (video)

​

“The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) has standardized the physical layer (PHY) and medium access control (MAC) sublayer for short-range optical wireless communications (OWC), including VLC and optical camera communications (OCC).”

Experimental Measurements of a Joint 5G-VLC Communication for Future Vehicular Networks

​

A Wide-Area Coverage 35 Gb/s Visible Light Communications Link for Indoor Wireless Applications

​

Visible Light Communication Module: An Open Source Extension to the ns3 Network Simulator with Real System Validation Two scenarios are used in the validation of the VLC module

 

Data Transmission via Visible Light Communication (VLC) Technique

​

Visible Light Communication System Technology Review: Devices, Architectures, and Applications

Квантовые точки:

Квантовые точки — это элементарные полупроводниковые наночастицы размером от 1,5 до 10 нанометров.

Некоторые примеры можно найти здесь, выбрав в меню «Квантовые точки». Они составляют список доступных полупроводниковых материалов, производимых компанией American Elements .

​

В решеточной инженерии используется процесс, проводимый на наноуровне, называемый «легированием», при котором проводящие частицы (также известные как «примеси») добавляются к полупроводниковым и непроводящим материалам.

«В производстве полупроводников легирование — это преднамеренное введение примесей в собственный полупроводник с целью модуляции его электрических, оптических и структурных свойств. Легированный материал называется внешним полупроводником».

Определение слова «допинг» в Википедии.

«Тело человека действует как полупроводник, поэтому его сопротивление меняется в зависимости от напряжения. Электротехническим регламентом низкого напряжения (среднее значение) установлено значение электрического сопротивления человеческого тела на уровне 2500 Ом».

Электрическое сопротивление тела человека

Примеры оксидных полупроводников из предыдущей ссылки включают оксид железа, диоксид титана, анатолий диоксид титана и рутиловый оксид цинка — все они одобрены FDA в качестве пищевых добавок.

Когда они попадают в организм, люди становятся полупроводниками, поскольку эти квантовые точки повышают проводимость тела.

3D Bioprinting

3D-печать:

3D printing is bioprinting. 

When scientists refer to printing, they're referring to 3D and 4D bioprinting. 3D and 4D bioprinting involve programmable shape-shifting nanotechnology enabled smart materials. Smart materials can change their properties according to external stimuli (such as temperature, force, moisture, electric charge, magnetic fields and pH) and/or their environment.

​

How 3D Printing is the Key to Nanotechnology (video)

​

Marriage of synthetic biology and 3D printing produces programmable living materials

 

Smart Materials Using Nanotechnology To Produce The Materials To Be Used In Applications Of The Future

​

3D and 4D bioprinting is used in medical, engineering, food, and more.

 

“What is 4D Printing?”

 

4D printing technology in medical engineering: a narrative review

​

Forever and Ever: 3D-Printed Magnetic Liquids

alternate link:

Forever and Ever 3D printed magnetic liquids from Policy Horizons 

​

A review on 3D printed smart devices for 4D printing

​

3D bioprinting in food:

 

3D bioprinting in vertical farming:

 

3D bioprinting in fast food:

 

3D bioprinting in Covid shots:

The NIH tells us 3D printed magnetic microfluids are used in the making of Covid shots. Elon Musk and his Tesla 3D molecule printer played a significant role in this:

​

3D bioprinting used in the making of healthcare equipment (face masks, face shields, rapid detection kits, testing swabs, biosensors, and various ventilator components):

 

3D bioprinting of human organs:

4D Bioprinting

​​Reprogramming Human Cells:

“Human Cell Engineering" involves inserting new DNA code into human beings with the Lentivirus, a special type of virus used in genetic engineering. Lentivirus is a "plasmid" based on the HIV-1 virus. It is able to "infect" human cells (eukaryotic cells) and inject new DNA code into human cell DNA.

This technique, upon cell replication, would enable human cell reprogramming.

Prof. Dr. İlhan Fuat Akyıldız

​

The Capability To Wirelessly Edit Your Genome:

 

CRISPR & DREADDS:
CRISPR stands for Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats.
DREADDS stands for Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs.

​

 

Cello:

A human made programming language that allows doctors and others to reprogram engineered bacteria to perform whatever is needed in the human body, remotely and wirelessly.

​

Bi-Fi:

Biological Internet and communication through a biological communication network embedded in human bodies. It uses an innocuous bacterial virus to send information from cell to cell.

Stanford Bioengineers Introduce Bi-Fi: The Biological Internet​​

​

MI-FI technology:

​​

Biofield:

​​

Biomimetics:

​​

Human Digital Twins:

​​

Radar based human activity recognition:

“Radar systems are increasingly being employed in healthcare applications for human activity recognition [HAR]…”

Radar-based human activity recognition with adaptive thresholding towards resource constrained platforms

​

“Extensive research showed that the physiological response of human tissue to exposure to low-frequency electromagnetic fields is the induction of an electric current in the body segments. As a result, each segment of the human body behaves as a relay, which retransmits the radio-frequency (RF) signal. To investigate the impact of this phenomenon on the Doppler characteristics of the received RF signal, we introduce a new three-dimensional (3D) non-stationary channel model to describe the propagation phenomenon taking place in an indoor environment.”

​

Further study:

More articles, videos and documents

CRISPR

©2024 Лав Билли

bottom of page