نانومواد فوق العاده کوچک به دنبال انقلابی کردن فن آوری های ما هستند. برای چیز دیگری که ممکن است برای ما انجام دهد: هیچ کس واقعا نمی داند.

هر سنی مواد شگفت انگیزی دارد. برای ویکتوریا، این لاستیک بود. در قرن 20، پلاستیکی بود. و برای 21 دیجیتالی شده است^st قرن، ممکن است گرافن به نظر برسد.

آیا شما از گرافن شنیدید؟ اگر نه، شما به زودی خواهید بود. این یکی از جدیدترین مواد نانوذرات است که از آزمایشگاه های ما پدید آمده است نیویورک تایمز به تازگی اعلام کرد "انتظار می رود تقریبا هر جنبه ای از زندگی را تغییر دهد."

هر روز دانشمندان چیزهای جدیدی در مورد این نانومواد شگفت انگیز یاد می گیرند. اما نه همه چیزهایی که آنها در مورد آن یاد می گیرند، دلیل خوشبینی بی نظیری است. گرافن ممکن است تبدیل به خیلی شگفت انگیز باشد مانند سایر مواد تعجب گذشته.

گرافن چیست؟

گرافن از گرافیت، همان ماده کربنی است که ما درون مداد قرار داده ایم، مشتق شده است. اما در مورد گرافن هیچ چیز معمولی وجود ندارد. اتمهای آن در لایه ی کوچک قابل فهم هستند: یک لانه ی لانه زنبوری که فقط یک اتم است.

یک ورق گرافن در حقیقت خیلی نازک است؛ به گفته انجمن شیمی آمریکایی، یک اونس از آن می تواند زمینه های فوتبال 28 را پوشش دهد؛ یک تکه کوچک است که بسیار سبک وزن است که شما می توانید آن را در گلدان بدون خم شدن گلبرگ تعادل. این نیز (به طور تصادفی) قوی تر از فولاد، سخت تر از الماس، و هدایت کننده تر از مس و سیلیکون است، علاوه بر ضد آب، شفاف و فوق العاده قابل انعطاف است.

به عبارت دیگر، به سختی فشار می یابید تا مواد دیگری را که دارای بسیاری از خواص مفید هستند پیدا کنید. جای تعجب نیست که محققان در گستره وسیعی از صنایع، گرافن را از آزمایشگاه های ما و به زندگی ما می کشند. انتظار می رود که فروش، که فقط در کمتر از $ 9 میلیون دلار در 2012 بود، 14 به $ 126 میلیون از 2020، بر اساس Lux Research، شرکتی که تکنولوژی های در حال ظهور را تجزیه و تحلیل کند، انتظار می رود.

دلیلی که باید با توجه به درس های گذشته مراقب باشید

کارشناسان فناوری پیش بینی می کنند که گرافن می تواند مجموعه وسیعی از محصولات مصرفی را از کاندوم به رایانه به سنسورهای شیمیایی تبدیل کند. "علل 5 گرافن گجت های شما را برای همیشه تغییر خواهد داد، "NBC News" با یک لیست که آینده ای پر از گوشی های هوشمند کاغذی نازک، صفحه نمایش کامپیوترهای انعطاف پذیر، دستگاه های پزشکی را ارائه می دهد که می توانند با سلول های انسانی صحبت کنند و باتری های فوق العاده طول بکشد.

قهرمانان گران گرافن ادعا می کنند که می توان از آنها برای ساخت اتومبیل های قوی تر و سبک تر، سلول های خورشیدی بسیار کارآمد، حتی خون مصنوعی استفاده کرد.

بی نظیر است که به آن آشنایی دارد - و به ما یادآوری می کند که با توجه به درس های گذشته، آگاه باشیم. هنگامی که آزبست به عنوان "معدن سحر و جادو" مورد استفاده قرار گرفت، توانایی مقاومت در برابر شعله های آتش بود. فقط بعدا کشف کردیم که در حقیقت گرد و غبار قاتل.

داستان مشابه با DDT، که به شدت مضر بود نه تنها به پشه های حمل و نقل بیماری که قصد داشت آنها را بکشد، بلکه همچنین به حیات وحش (به خصوص پرندگان) و انسان؛ با وینیل، که در نهایت نشان داده شده بود یک اختلال هورمونی قابل توجه است؛ یا با فیلم پلی اتیلن غیر قابل تجزیه پذیر که منع شده است بی شمار درایو ممنوعیت-کیسه. هر کدام به شدت در آغوش گرفته و به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفت قبل از اینکه ما کشف کردیم که آن را یک طرف تاریک و خطرناک داشتیم.

معضل Collingridge

در واقع یک اصطلاح برای این پدیده وجود دارد، به تازگی یاد گرفته ام: معضل Collingridge. پروفسور انگلیس که به طور پیش فرض در کتاب 1980 نامگذاری شده است، به نام دیوید کالینگریج نامگذاری شده است، آن را مشکل پیش بینی اثرات منفی یک فناوری جدید را تا زمانیکه این فن آوری به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است، برای مقابله با این منفی ها بسیار سخت تر می شود و برای تحمیل درمان های مناسب. یا همانطور که Collingridge خود را در آن قرار داده است کنترل اجتماعی فناوری,

"هنگامی که تغییر آسان است، نیاز به آن را نمی توان پیش بینی کرد؛ هنگامی که نیاز به تغییر آشکار است، تغییر گران، دشوار و وقت گیر است. "

کدام یک ممکن است توضیح دهد چرا، هنگامی که به نانومواد می آید، محققان تلاش می کنند تا از منحنی پیشی بگیرند. تعدادی از برنامه های تحقیقاتی برای مطالعه مسائل ناشی از فناوری نانو در حال افزایش است. به عنوان مثال، از زمان 2008، هر دو آژانس حفاظت از محیط زیست و بنیاد ملی علوم، دهها میلیون دلار به یک برنامه مشترک در دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس و دانشگاه دوک به نام مرکز تاثیرات زیست محیطی فناوری نانو (CEIN).

محققان به دنبال انواع سوالاتی هستند که در گذشته اغلب از آنها خواسته نشده بود تا اینکه برای رسیدگی به مسائل جدی که از پاسخ ها دشوار بود، خیلی دیر شده بود. آیا این مواد جدید می توانند در محیط ما قرار بگیرند؟ چه اتفاقی می افتد اگر آنها انجام دهند؟ چگونه با گیاهان و ارگانیسم های مختلف ارتباط برقرار می کنند؟ آیا آنها اثرات سمی دارند؟

در میان سایر موارد، این محققان آزمایشات مختلفی در مورد سلول های حیوانی و حیوانی را آزمایش می کنند و اثرات آنها را در حیوانات آزمایشگاهی بررسی می کنند، مطالعه می کنند که چگونه آنها در خاک و آب رفتار می کنند و تجزیه و تحلیل مناسب بودن قوانین موجود در کنترل و تنظیم آنها. با تشکر از تلاش های انجام شده، "اندرو مینارد، مدیر مرکز علمی ریسک دانشگاه میشیگان، که مدت ها پیش در مورد نیاز به نظارت بهتر فناوری نانو او می گوید، هنوز هم بسیاری از سوالات بدون پاسخ مهم است، اما "ما شروع به گرفتن واقعی در مورد آنچه که واقعا نگران کننده است و چیزی کاملا نگران کننده نیست."

خطرناک می تواند بسیاری از فرم ها را بگیرد

برای شروع، به طور فزاینده ای روشن می شود که بعضی از انواع نانومواد، خطرات محیط زیستی یا بهداشت عمومی را در معرض خطر قرار می دهند، بعضی اوقات بیشتر می شوند، و بعضی دیگر، به ویژه موارد جدیدتر، هنوز اساسا علامت سوال هستند. خطرناک ترین آنها به نظر می رسد برخی از نانومواد مشتق شده از نقره، مس و روی است که همه آنها به راحتی در آب و همچنین سلول ها دفع می شوند و در صورت آزاد شدن فلزات سمی، آنها نیز چنین می کنند. اما خطرناك می تواند اشکال بسیاری داشته باشد.

مورفولوژی خاص یک نانومواد تفاوت زیادی را ایجاد می کند. بعضی (از جمله گرافن) دارای لبه های تیز هستند که می توانند از طریق دیواره سلولی شکسته شوند. نانولوله های کربنی مانند سوزن می توانند بسیار شبیه آزبست در هنگام استنشاق، بسیار آسیب رسانده بافت ریه.

گرافن به عنوان آخرین نانوی تعجب آور در این صحنه، تنها در حال حاضر شروع به توجه به پژوهشگران کرده است. و یافته های اول در حال حاضر برخی نشانه های نگران کننده را نشان داده اند، و تنها نشان می دهد که این تحقیقات اولیه می تواند مهم باشد. در یک مطالعه 2013، برای مثال مهندسان دانشگاه براون دریافتند ورق های گرافن با لبه های تیز می توانند سوراخ شوند و احتمالا نفوذ پوست، ریه و سلول های ایمنی بدن انسان.

آیا ما می توانیم انقلاب گرافن را بدون رعب و وحشت در بهداشت و محیط زیست خودمان راه اندازی کنیم؟

In یکی دیگر از مطالعات اخیر، دانشمندان وابسته به CEIN در دانشگاه کالیفرنیا ریورساید دریافتند که نانوذرات اکسید گرافین، در شرایط خاص آبزی، مشکلاتی در حفظ محیط زیست دارند. در یک شبیه سازی یک آبخوان، آنها ظاهرا به رسوب فرو رفتند، جایی که آنها احتمالا زیست زدگی می کردند. اما در شبیه سازی آب های سطحی، مانند دریاچه یا جریان، ذرات تمایل دارند که به برگ های مرده و سایر مواد آلاینده نگاه کنند. شناور در ستون آب، آنها بسیار بیشتر احتمال دارد که توسط میکرو مخلوق آبزی جذب شوند - یا برای تامین آب ما.

البته تمایزی وجود دارد که البته بین خطرات احتمالی و خطرات واقعی وجود دارد. همانطور که شارون واکر، یکی از نویسندگان مطالعه UC-Riverside به من گفت،

"... ما نمی خواهیم پرچم های قرمز را برای اطلاع رسانی به مردم بالا ببریم، به طوری که پرچم های قرمز نمی کنند داشته باشد برای بالا بردن. "

چنین مطالعاتی تولیدکنندگان و سیاستگذاران را با یک فرصت زود و بسیار ارزشمند ارائه می دهند تا راه هایی برای راه اندازی انقلاب گرافنی بدون ایجاد آسیب رساندن به سلامت و محیط زیست خود را بیاموزند.

من تصور می کنم دیوید کالینگریج خوشحال است.

این مقاله در اصل در روی زمین

درباره نویسنده

سوزان فرینکل نویسنده است پلاستیک: داستان عشق سمی است و شاه بلوط آمریکایی: زندگی، مرگ و تولد یک درخت کامل. او همچنین برای نیویورک تایمز، کشف، اسمیتسونیان، ذهنی و سایر نشریات نوشته است. منافع او گسترده است: داستان های او شامل بیماری گاو جنون به درمان ویتامین برای اختلال دوقطبی، از تصویب به مورد برای باغ وحش و تلاش برای توسعه گل آبی است. یک داستان در مورد یک بیماری که درختان بلوط کالیفرنیا رخ میدهد، به اولین کتابش رسید شاه بلوط آمریکایی: زندگی، مرگ و تولد یک درخت کامل. این جایزه 2008 National Outdoor Book Award را به دست آورد. پس از غوطه ور شدن در جهان طبیعی برای آن کتاب، او توجه خود را به دنیای غیر طبیعی برای کتاب بعدی خود جلب کرد. پلاستیک: داستان عشق سمی است.

کتاب توصیه شده: 

پلاستیک: داستان عشق سمی است
توسط سوزان فرینکل.

پلاستیک دنیای مدرن را ساخته است. کجا بدون کلاه ایمنی دوچرخه، baggies، مسواک و ضربان سازها وجود دارد؟ اما یک قرن به عشق ما با پلاستیک، ما شروع به تحقق بخشیدن به این رابطه سالم نیست. پلاستیک بر کاهش فزاینده سوخت، مواد شیمیایی مضر رایج، مناظر بستر و نابودی زندگی دریایی استوار است. همانطور که روزنامهنگار سوزان فرینکل در این کتاب جذاب و چشمگیر اشاره می کند، ما در حال نزدیک شدن به یک نقطه بحرانی هستیم. ما در این چیزها غرق می شویم، و ما باید شروع به انتخاب برخی از گزینه های سخت کنیم. نویسنده ما ابزارهایی را که نیاز داریم با ترکیبی از سخنرانی های پر جنب و جوش و تجزیه و تحلیل ارائه می دهد. پلاستیک اشاره راهی به سوی یک همکاری جدید خلاق با مواد ما عشق به نفرت اما نمی تواند به نظر می رسد بدون زندگی می کنند.

برای اطلاعات بیشتر اینجا را کلیک کنید و / یا سفارش این کتاب در آمازون.