Hvordan nanovidenskab vil forbedre vores sundhed og liv i de kommende år

Nanovidenskabelig forskning involverer molekyler, der kun er 1/100 af kræftcellernes størrelse, og som har potentialet til dybt at forbedre kvaliteten af ​​vores sundhed og vores liv. Nu ser ni fremtrædende nanoforskere frem til, hvad vi kan forvente i det kommende årti, og konkludere, at nanovidenskab er klar til at yde vigtige bidrag på mange områder, herunder sundhedspleje, elektronik, energi, mad og vand.

Der er allerede gjort betydelige fremskridt inden for nanomaterialer, rapportforfatterne Paul Weiss, som har en UC-præsidentstol og er en fremtrædende professor i kemi og biokemi ved UCLA, og Dr. Andre Nel, chef for nanomedicin på David Geffen School of Medicine ved UCLA. I journalen ACS Nano , Weiss, Nel og deres kolleger siger følgende:

• Nanopartikler kan designes til at målrette infektionssygdomme. Nanomaterialer kan målrette lungerne for at levere potente antibiotika, og antiinflammatoriske lægemidler kan bekæmpe bakteriel og viral infektion.
• Nanopartikler kan føre til mere effektive behandlinger af neurologiske lidelser såsom Parkinsons sygdom og Alzheimers sygdom, samt gigt.
• Det nye område inden for immunonkologi vil sandsynligvis producere fremskridt, der vil aktivere kroppens immunsystem til at angribe tumorceller. Vigtige fordele ved nanopartikler er, at de kan binde selektivt til receptorer, der er overudtrykt på tumorer og kan leveres til den samme celle ved en forudbestemt dosis og timing, selvom der stadig er betydelige videnskabelige udfordringer.
• Mikroelektronikindustrien har fremstillet produkter med strukturer i nanoskala i årtier - et marked, der i øjeblikket er værdsat til cirka 500 milliarder dollars årligt. Forskerne siger, at der stadig er masser af plads til store forbedringer, herunder mange muligheder inden for kreativt design af enheder til databehandling og informationslagring.
• Nanoteknologi vil sandsynligvis fange, konvertere og lagre energi med større effektivitet, og vil bidrage til sikkert at producere bæredygtig og effektiv energiproduktion i stor skala for at imødekomme den stigende verdensomspændende efterspørgsel efter energi.
• Nanoteknologiske principper bliver brugt i vandafsaltning og -rensning, og nanoteknologi er klar til at yde store bidrag til at levere rent vand globalt.
• Teknologien vil sandsynligvis blive mere og mere udbredt, med udbredelsen af ​​"nano-aktiverede smarte enheder" inden for områder som telekommunikation, forbrugsvarer og informationsteknologi.
• Nanovidenskabelige fremskridt kan føre til fremskridt inden for fødevaresikkerhed og reduktion af fødevareforurening. Sensorteknologier kan være designet til at udnytte ændringer på overfladen af ​​nanostrukturer, så de kan opdage sygdomsfremkaldende patogener, før de spredes. Sensorteknologier i nanoskala kan også føre til forbedringer inden for agrokemikalier.

Forskerne diskuterer behovet for sikkert at implementere nye nanomaterialer og præsenterer ideer til at gøre det. De opfordrer også forskere til at formidle deres forskning til offentligheden.

Nanovidenskab har samlet videnskabsmænd, ingeniører og klinikere fra mange områder, og vil fortsætte med at krydse mange akademiske grænser.

"Feltet er klar til at yde bidrag langt ud over de nanoskala verdener, som vi har udforsket indtil videre, " sagde Weiss, som også er en fremtrædende professor i materialevidenskab og teknik ved UCLA. "Dette er opdagelsens tidsalder for nanovidenskab og nanoteknologi."

Forskerne går ind for stærk føderal støtte til nanovidenskab, og forudsige betydelige fremskridt hen imod store videnskabelige mål vil blive opnået ved udgangen af ​​dette årti. De går også ind for grundforskning for at producere aktuelt uforudsete opdagelser.