नैनो टेक्नोलॉजी के अनुप्रयोग: भविष्य के नैनोस्केल तकनीक

नैनोटेक्नोलॉजी में औद्योगिक से लेकर ऊर्जा तक के अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, और आजकल यह विभिन्न क्षेत्रों में औषधीय उपयोग से लेकर सैन्य अनुप्रयोगों तक में कर्षण प्राप्त कर रहा है। इनमें अधिक स्थायी निर्माण सामग्री, औषधीय दवा वितरण, पर्यावरण के अनुकूल उच्च घनत्व, उच्च प्रदर्शन हाइड्रोजन ईंधन सेल, नैनोकण, और नैनो उपकरण जैसे नैनोस्केल इलेक्ट्रॉनिक्स, कैंसर उपचार, टीकाकरण, उच्च प्रदर्शन लिथियम-आयन और नैनोग्राफीन बैटरी शामिल हैं। छोटे ड्रोन या कृत्रिम मधुमक्खियों का झुंड, साथ ही साथ एआई से लैस छोटे-छोटे बॉट, जो विरोधी लाइनों पर लंबे समय तक खड़े रहते हैं, जल्द ही सैन्य क्षेत्र में विभिन्न उपयोग पाएंगे।

नैनो-तकनीक को नैनोमीटर पैमाने (परमाणु, आणविक और मैक्रोमोलेक्युलर स्केल) पर आकार के नियंत्रित हेरफेर के रूप में परिभाषित किया गया है, नैनोस्केल स्तर पर संरचनाओं, उपकरणों और प्रणालियों का उत्पादन करने के लिए जो संरचनाओं, उपकरणों और प्रणालियों के डिजाइन, लक्षण वर्णन, उत्पादन और प्रॉपर्टीज के अनुप्रयोग में विशेषता रखते हैं। नैनोटेक्नोलॉजी क्या है इसके बारे में अधिक जानने के लिए कृपया इस लेख को पढ़ें – नैनो टेक्नोलॉजी: परमाणुओं और अणुओं में हेरफेर और इस वीडियो को देखें – परमाणुओं और अणुओं में हेरफेर।

इस लेख में, हमने नैनो टेक्नोलॉजी के सभी संभावित अनुप्रयोगों की चर्चा की है, जिन्हें भविष्य के नैनोस्केल तकनीक के रूप में जाना जाता है।

नैनोटेक्नोलॉजी के अनुप्रयोगों का क्या अर्थ है?

नैनोटेक्नोलॉजी के अनुप्रयोगों का अर्थ है ऊर्जा, उद्योग, चिकित्सा, सैन्य, अंतरिक्ष आदि के क्षेत्र में नैनो टेक्नोलॉजी का उपयोग करके वाणिज्यिक और औद्योगिक नैनोस्केल उत्पादों और सेवाओं को बनाना, विकसित करना या बनाना। दूसरे शब्दों में, यह औद्योगिक या व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए नैनोस्केल उत्पाद बनाने के लिए परमाणु, आणविक और सुपरमॉलेक्यूलर पैमानों पर विज्ञान, तकनीक और इंजीनियरिंग है। पैमाना 100 से 1 नैनोमीटर तक होता है।

नैनोटेक्नोलॉजी अनुप्रयोगों का उपयोग अन्य सभी विज्ञान क्षेत्रों में किया जा सकता है, जैसे कि रसायन विज्ञान, जीव विज्ञान, भौतिकी, भौतिक विज्ञान और इंजीनियरिंग। उदाहरण के लिए, खाद्य पैकेजिंग में चांदी के नैनोकण, कपड़े, कीटाणुनाशक और घरेलू उपकरण, दाग-प्रतिरोधी वस्त्रों के लिए कार्बन नैनोट्यूब; और सेरियम ऑक्साइड ईंधन उत्प्रेरक के रूप में। अगले कई दशकों में, नैनोटेक्नोलॉजी के अनुप्रयोगों में बहुत अधिक क्षमता वाले कंप्यूटर, विभिन्न प्रकार की सक्रिय सामग्री, सेलुलर-स्केल बायोमेडिकल डिवाइस, सैन्य हथियारों की एक विस्तृत श्रृंखला और बहुत कुछ शामिल होंगे। हमने नीचे नैनो टेक्नोलॉजी के लगभग सभी संभावित अनुप्रयोगों पर चर्चा की है।

नैनो तकनीक अनुप्रयोगों की सूची

चिकित्सा में नैनो तकनीक के अनुप्रयोग

चिकित्सा में नैनोटेक्नोलॉजी के अनुप्रयोगों का अर्थ है दवा वितरण, स्वास्थ्य निगरानी और बीमारी के निदान में नैनोकणों और नैनो उपकरणों का उपयोग। चूंकि मानव शरीर में कई जैविक प्रक्रियाएं सेलुलर स्तर पर होती हैं, नैनोमटेरियल्स को ऐसे उपकरणों के रूप में नियोजित किया जा सकता है जो शरीर के अंदर आसानी से प्रसारित हो सकते हैं और अपने छोटे आकार के कारण इंटरसेलुलर और यहां तक ​​कि इंट्रासेल्युलर सेटिंग्स के साथ सीधे घुल-मिल कर सकते हैं।

इसके अलावा, उनके छोटे आकार के कारण, नैनोमटेरियल्स में भौतिक रासायनिक विशेषताएं हो सकती हैं जो उनके थोक समकक्षों से भिन्न होती हैं, जिससे विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं और प्रसार प्रभावों का पता लगाया जा सकता है और विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए विविध हो सकते हैं। रोग के उपचार के लिए दवाओं को ले जाने वाले नैनोकणों को शरीर में अंतःक्षिप्त किया जाता है और वे वेसल्स के रूप में कार्य करते हैं जो फार्मास्यूटिकल्स को लक्षित स्थान तक पहुंचाते हैं, जो कि नैनोमेडिसिन का लगातार उपयोग है। नैनोकणों के वेसल्स का आकार, सतह चार्ज और सतह संलग्नक, जिसमें कार्बनिक या सिंथेटिक घटक शामिल हो सकते हैं, सभी को बदला जा सकता है (प्रोटीन, कोटिंग्स, पॉलिमर, आदि)।

इस प्रकार इस तरह से नैनोकणों को क्रियान्वित करने की क्षमता शरीर के उन क्षेत्रों को लक्षित करते समय विशेष रूप से उपयोगी होती है जहां कुछ भौतिक रासायनिक गुण इच्छित दवा को लक्षित क्षेत्र तक पहुंचने से रोकते हैं; उदाहरण के लिए, कुछ नैनोपार्टिकल्स मस्तिष्क को चिकित्सीय दवाएं पहुंचाने के लिए ब्लड-ब्रेन बैरियर को बायपास कर सकते हैं। हाल के वर्षों में नैनोकणों का उपयोग कैंसर चिकित्सा और टीकाकरण में किया गया है। नीचे कुछ ऐसे क्षेत्र दिए गए हैं जहां चिकित्सा में नैनो तकनीक के अनुप्रयोग को बड़े पैमाने पर नियोजित किया जा सकता है:

• नैनोकण: नैनोकणों को कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी), चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई), और पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) जैसी मानक इमेजिंग तकनीकों के लिए कंट्रास्ट एजेंट के रूप में नियोजित किया जा सकता है। इन-विवो इमेजिंग नैनोमेडिसिन (पीईटी) में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। नैनोकणों की विशिष्ट कोशिकाओं, ऊतकों, या अंगों में पता लगाने और प्रसारित करने की क्षमता उच्च विपरीतता दे सकती है, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर संवेदनशीलता इमेजिंग होती है, और इसलिए इसका उपयोग फार्माकोकाइनेटिक्स पर शोध करने या दृश्य बीमारी का निदान करने के लिए किया जा सकता है।
• दवा वितरण: इस एप्लिकेशन में कैंसर कोशिकाओं जैसे विशिष्ट प्रकार की कोशिकाओं को दवाएं, गर्मी, प्रकाश, या अन्य पदार्थ पहुंचाने के लिए नैनोकणों को नियोजित करना शामिल है। उदाहरण के लिए, नैनोकणों का उपयोग बीमार कोशिकाओं को आकर्षित करने के लिए किया जा सकता है, जिससे विशेष कोशिकाओं की प्रत्यक्ष चिकित्सा की अनुमति मिलती है। यह दृष्टिकोण शरीर में स्वस्थ कोशिकाओं की रक्षा करने में मदद करता है जबकि पहले की बीमारी की पहचान के लिए भी अनुमति देता है।
• नैदानिक तकनीक: नैदानिक तकनीकों का उपयोग चिप्स में कार्बन नैनोट्यूब से जुड़े एंटीबॉडी का उपयोग करके रक्तप्रवाह में कैंसर कोशिकाओं की पहचान करने के लिए किया जा सकता है। कैंसर कोशिकाओं और गुर्दे की बीमारी का जल्द पता लगाने के लिए इस दृष्टिकोण को बुनियादी प्रयोगशाला परीक्षणों में नियोजित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, क्षतिग्रस्त गुर्दे द्वारा उत्पादित प्रोटीन के प्रकार से जुड़ने के लिए गोल्ड नैनोरोड्स क्रियाशील होते हैं। जैसे ही प्रोटीन उस पर जमा होता है नैनोरोड का रंग बदल जाता है। किसी समस्या का जल्द पता लगाने के लिए परीक्षण का उद्देश्य तेजी से और सस्ते में किया जाना है।
• सेल की मरम्मत: नैनोरोबॉट्स को विशेष रूप से बीमार कोशिकाओं की मरम्मत के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, ठीक उसी तरह जैसे एंटीबॉडी हमारी प्राकृतिक उपचार प्रक्रियाओं में काम करते हैं।
• घाव का उपचार: घाव पर विद्युत पल्सेस को लगाने के लिए रोगी द्वारा पहने जाने वाले नैनोजेनरेटर द्वारा उत्पन्न बिजली। आंतरिक रक्तस्राव के साथ आघात के रोगियों में रक्त की हानि को कम करने के लिए एक अन्य तकनीक की आवश्यकता होती है। चेस वेस्टर्न रिजर्व यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं द्वारा सिंथेटिक प्लेटलेट्स के रूप में काम करने वाले पॉलिमर नैनोपार्टिकल्स विकसित किए जा रहे हैं। रक्त की हानि को काफी कम करने के लिए प्रयोगशाला अध्ययनों में इन सिंथेटिक प्लेटलेट्स के इंजेक्शन का प्रदर्शन किया गया है।
• टीकाकरण: नैनो तकनीक में प्रगति के माध्यम से अगली पीढ़ी के टीकाकरण को सक्षम किया गया है क्योंकि वैक्सीन विकास और इम्यूनोइंजीनियरिंग में नैनो तकनीक का उपयोग अत्यंत प्रभावी है। प्राकृतिक या सिंथेटिक नैनोपार्टिकल्स वायरल संरचनात्मक गुणों से मिलते-जुलते हैं, जबकि रासायनिक जीव विज्ञान, जैव तकनीक और नैनोकैमिस्ट्री अगली पीढ़ी के डिजाइनर टीकाकरण प्रौद्योगिकियों के निर्माण को सक्षम करते हैं। वैक्सीन तकनीक के विकास में यह एक रोमांचक अवधि है, क्योंकि नई तकनीकें और तकनीक पहली बार नैदानिक प्रभाव के लिए तैयार हैं। नैनोमटेरियल्स एंटीजन डिलीवरी, एडजुवेंट्स और वायरल संरचनाओं की नकल के लिए अच्छे हैं, इसलिए वे वर्तमान टीके तैयार करने में सहायता करते हैं।
• जीवाणुरोधी उपचार: ह्यूस्टन विश्वविद्यालय के शोधकर्ता एक ऐसी तकनीक पर काम कर रहे हैं जो कीटाणुओं को नष्ट करने के लिए सोने के नैनोकणों और अवरक्त प्रकाश का उपयोग करती है। इस तकनीक से चिकित्सा सेटिंग्स में बेहतर उपकरण सफाई हो सकती है। कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा एंटीबायोटिक प्रतिरोधी बीमारियों के इलाज के लिए क्वांटम डॉट्स के उपयोग की जांच की जा रही है।

उदाहरण के लिए, उत्तरी कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ता हृदय के स्टेम सेल को घायल हृदय ऊतक तक पहुंचाने की तकनीक पर काम कर रहे हैं। घायल ऊतकों को आपूर्ति की जाने वाली स्टेम कोशिकाओं की संख्या को बढ़ावा देने के लिए, वे नैनोवेसिकल्स संलग्न करते हैं जो स्टेम कोशिकाओं को चोट पहुंचाने के लिए तैयार होते हैं। विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक पट्टी का प्रदर्शन किया है जो घाव पर विद्युत पल्सेस को लागू करने के लिए रोगी द्वारा पहने गए नैनोजेनरेटर द्वारा उत्पन्न बिजली का उपयोग करता है।

चिकित्सा में नैनो तकनीक के अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है और एक दिन कैंसर जैसी जानलेवा बीमारियों को भी ठीक करने के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, इसके महत्वपूर्ण नुकसान भी हैं, जैसे कि विषाक्तता, पर्यावरणीय प्रभाव, और नैनोकणों द्वारा उत्पन्न अंग क्षति और इस क्षेत्र में उपयोग के बारे में कुछ नैतिक चिंताएँ भी। इसके अलावा, कई षड्यंत्र सिद्धांत चिकित्सा में नैनो तकनीक के उपयोग को बदनाम करते हैं, जैसे कि हमारी हर हरकत पर नज़र रखने के लिए मानव शरीर के अंदर प्रत्यारोपित नैनोसिस्टम या चिप्स।

सेना में नैनो तकनीक के अनुप्रयोग

सेना में नैनोटेक्नोलॉजी का उपयोग, सैन्य हथियारों, उपकरणों, प्रणालियों, वाहनों आदि में नैनोटेक के उपयोग का मतलब है। वास्तव में, नैनो टेक्नोलॉजी को अगली बड़ी चीज के रूप में माना जाता है जो जल्द ही सैन्य क्षेत्र में कई अनुप्रयोगों को खोजेगी। छोटी-छोटी सभी सैन्य प्रणालियाँ दुश्मन पर एक महत्वपूर्ण रणनीतिक लाभ प्रदान करेंगी। छोटे ड्रोन या कृत्रिम मधुमक्खियों के झुंड की तरह बेहतर युद्धक्षेत्र जागरूकता और स्थितिजन्य दृश्यता की सुविधा होगी। इसके अलावा, एआई से लैस छोटे-छोटे बॉट दुश्मन की सीमा पर खड़े होकर बदलते युद्ध के मैदान की स्पष्ट तस्वीर देगी। नैनोटेक्नोलॉजी अंततः घातक हथियारों के एक नए वर्ग को सक्षम करेगी जो भू-राजनीतिक परिदृश्य को बदल देगा। नीचे कुछ ऐसे क्षेत्र दिए गए हैं जहां सेना में नैनो तकनीक का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जा सकता है:

• नैनो-जैविक, रासायनिक और परमाणु हथियार: नैनो तकनीक जैविक, रासायनिक या परमाणु हथियारों के विकास के लिए पूरी तरह से नए रास्ते खोल देगी। नैनोटेक्नोलॉजी के कारण जैविक/रासायनिक युद्ध कहीं अधिक प्रभावी और नियंत्रणीय है। नैनो टेक्नोलॉजी में शरीर या कोशिकाओं में प्रवेश करना आसान बनाने की क्षमता है। नैनोटेक्नोलॉजी का उपयोग ऐसे तंत्र बनाने के लिए किया जा सकता है जो किसी के स्वयं के बल को नुकसान पहुंचाते हैं या रोकते हैं, जैसे कि निर्धारित समय के बाद आत्म-विनाश या भरोसेमंद टीकाकरण। हालांकि नैनो तकनीक से उत्पन्न परमाणु हथियारों की गुणवत्ता में कोई मूलभूत अंतर नहीं होगा। केवल कुल उपज न्यूनतम होगी, जैसा कि थोक और आयाम होगा, पारंपरिक और गैर-पारंपरिक हथियारों के बीच की रेखा को धुंधला कर देगा। इससे कुल तबाही भी कम होगी।
• नैनो- सिस्टम मानव शरीर के भीतर प्रत्यारोपित: नैनो-सिस्टम का उपयोग एक सैनिक के चिकित्सा और तनाव के स्तर की निगरानी के लिए किया जाएगा, आवश्यकतानुसार चिकित्सीय दवाएं और हार्मोन वितरित किया जाएगा। सैनिकों के प्रतिक्रिया समय को कम करने के लिए इस तरह के सिस्टम को सेरेब्रल कॉर्टिकल सेक्शन या संवेदी अंगों, संवेदी तंत्रिकाओं, मोटर तंत्रिकाओं या मांसपेशियों से जोड़ना एक अन्य उपयोग है।
• नैनो-बैटलसूट या बॉडी आर्मर: सैनिक बड़ी संख्या में भारी गियर और कपड़े अपने साथ रखते हैं, हालांकि, उनके गियर और कपड़े उन्हें पूर्ण बुलेटप्रूफ सुरक्षा प्रदान नहीं करते हैं, इस प्रकार कई नैनो-तकनीक अनुसंधान एवं विकास विभाग “नैनो-बैटलसूट” बनाने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं। ” यह युद्धपोत एक फैला हुआ पॉलीयूरेथेन कपड़े जितना पतला हो सकता है, और इसमें स्वास्थ्य निगरानी और संचार तकनीक शामिल हो सकती है। इसके अलावा, यह सामग्री वर्तमान में मौजूद सामग्रियों की तुलना में काफी मजबूत होगी और कुशल बुलेट सुरक्षा प्रदान करेगी। इस प्रकार, नैनो-लड़ाकू सूट सेना को छोटा करने में सक्षम बनाता है, जो न केवल वजन कम करता है बल्कि दक्षता और सुरक्षा में भी सुधार करता है।
• नैनो-सेंसर: तंत्रिका नेटवर्क के साथ नैनो-सेंसर वायुजनित पदार्थों की अत्यंत सूक्ष्म मात्रा का पता लगाने और पहचान करने में सहायता कर सकते हैं। जब विस्फोटकों की पहचान की जाती है, तो संभावित जोखिम के प्रकार और सीमा को निर्धारित करने में सीमावर्ती सैनिकों के लिए इन सेंसर की एक सरणी बेहद उपयोगी होगी।
• नैनो-ड्रोन: नैनो-ड्रोन कैमरे और सेंसर के साथ-साथ चेहरे की पहचान की क्षमता वाले छोटे मोबाइल डिवाइस हैं। सैन्य नैनो-ड्रोन कुछ ग्राम विस्फोटक भी ले जा सकते हैं जो खोपड़ी को भेदने और उसकी सामग्री को नष्ट करने में सक्षम हैं। ये नैनो-ड्रोन सर्जिकल सटीक हवाई हमले को सक्षम करेंगे। ये नैनो-ड्रोन, यदि एक टीम के रूप में प्रशिक्षित होते हैं, तो इमारतों, ऑटोमोबाइल, ट्रेनों, मनुष्यों से बचने, गोलियों और हर दूसरे जवाबी उपाय को भेद सकते हैं, जिससे वे आधे शहर को मारने के लिए पर्याप्त घातक हो सकते हैं।
• नैनो-उपग्रह: नैनो-उपग्रहों और प्रक्षेपण वाहनों के रूप में ज्ञात छोटे उपग्रहों को बनाने के लिए नैनो तकनीक का उपयोग किया जा सकता है, इससे बाहरी अंतरिक्ष में कई संभावनाएं खुल जाएंगी क्योंकि ये उपग्रह लागत प्रभावी होंगे। इसके अलावा, इन नैनो-उपग्रहों के झुंडों को रडार, संचार और खुफिया जानकारी के लिए नियोजित किया जा सकता है। ये उपग्रह शत्रुतापूर्ण क्षेत्रों की विशेष उच्च-रिज़ॉल्यूशन तस्वीरें भी प्रदान कर सकते हैं।
• मेटामटेरियल्स: अदृश्यता अब एक विज्ञान-कथा की तरह कल्पना नहीं है। किसी अदृश्य गैजेट में किसी वस्तु को अदृश्य करने के लिए निर्वात के समान बिखरने वाले गुण होने चाहिए। पर्यावरण में वस्तुएं पर्यावरण से प्रकाश को अवशोषित, प्रतिबिंबित या अपवर्तित करेंगी, जिससे वस्तु को स्पष्ट रूप से देखा जा सकेगा। किसी वस्तु के चारों ओर प्रकाश को झुकाने से ही इन सामग्रियों को अदृश्य बनाया जा सकता है। दूसरे शब्दों में, गैजेट और प्रच्छन्न होने वाली वस्तु में प्रकाश या कास्ट शैडो को प्रतिबिंबित नहीं करना चाहिए। न तो कंप्यूटर की मध्यस्थता वाले छलावरण का भ्रामक दृश्य प्रभाव और न ही स्टील्थ तकनीक का निचला रडार क्रॉस-सेक्शन अंतिम अदृश्यता उपकरण प्रदान कर सकता है। अदृश्य जेट की अनुपस्थिति में, सेना ने अगली सबसे अच्छी चीज का प्रयास किया है: स्टील्थ तकनीक, जो विमानों को रडार के लिए अवांछनीय बनाती है। स्टील्थ तकनीक तकनीकों का एक मिश्म है। कई तरह की तरकीबें विकसित करने के लिए मैक्सवेल के समीकरणों का इस्तेमाल स्टील्थ तकनीक में किया जाता है। एक स्टील्थ फाइटर जेट पूरी तरह से नग्न आंखों को दिखाई देता है, फिर भी दुश्मन की रडार स्क्रीन पर इसकी रडार तस्वीर एक बड़े पक्षी से थोड़ी बड़ी होती है। जेट फाइटर के भीतर सामग्री को बदलकर, जैसे कि इसकी स्टील सामग्री को कम करना और इसे प्लास्टिक और रेजिन से बदलना, इसके धड़ के कोणों को बदलना, इसके निकास पाइपों को पुनर्व्यवस्थित करना, और इसी तरह, दुश्मन के राडार बीम को शिल्प से टकराकर सभी दिशाओं में फैलाया जा सकता है, जिससे यह दुश्मन के रडार स्क्रीन पर कभी नहीं लौटगा। एक जेट फाइटर, स्टील्थ टेक्नोलॉजी के साथ भी, अदृश्य नहीं है; बल्कि, इसने सैद्धांतिक रूप से जितना संभव हो उतना रडार को विक्षेपित और तितर-बितर कर सकता है। सेना में मेटामटेरियल्स के बारे में अधिक पढ़ने के लिए इस शोध पत्र को पढ़ें – वस्तु अदृश्यता के लिए मेटामटेरियल्स बनाने में नैनो टेक्नोलॉजी की भूमिका।

नैनोटेक्नोलॉजी के सैन्य अनुप्रयोगों में कई वैज्ञानिक, भू-रणनीतिक और साथ ही सैन्य जोखिम भी हैं। सेना में नैनो तकनीक के अनुप्रयोगों के बारे में यहाँ और जानें – भविष्य के युद्ध और रक्षा में नैनो तकनीक।

इलेक्ट्रॉनिक्स में नैनो तकनीक के अनुप्रयोग

वर्तमान उच्च-तकनीक निर्माण विधियां क्लासिक टॉप-डाउन रणनीतियों पर बनाई गई हैं, जहां नैनो तकनीक को पहले ही चुपचाप लागू किया जा चुका है। सीपीयू या डीआरएएम उपकरणों में ट्रांजिस्टर की गेट लंबाई के संदर्भ में, एकीकृत सर्किट की महत्वपूर्ण लंबाई का पैमाना पहले से ही नैनोस्केल (50 एनएम और नीचे) पर है। 2010 में, व्यावसायिक रूप से नैनोइलेक्ट्रॉनिक सेमीकंडक्टर उपकरणों का उत्पादन शुरू हुआ। 2013 में, SK Hynix ने 16nm प्रक्रिया का व्यावसायिक बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू किया, TSMC ने 16nm FinFET तकनीक का व्यावसायिक बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू किया, और सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स ने 10nm प्रक्रिया का व्यावसायिक बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू किया। 2017 में, TSMC ने 7nm प्रक्रिया का निर्माण शुरू किया, जबकि 2018 में, सैमसंग ने 5nm प्रक्रिया का निर्माण शुरू किया। सैमसंग ने 2019 में 2021 तक 3nm GAAFET तकनीक का व्यावसायीकरण करने की महत्वाकांक्षा व्यक्त की है।

• ऊर्जा उत्पादन: मानक प्लानर सिलिकॉन सौर कोशिकाओं की तुलना में सस्ता और अधिक कुशल सौर कोशिकाओं के उत्पादन की उम्मीद में नैनोवायर और अन्य नैनोस्ट्रक्चर सामग्री का अध्ययन किया जा रहा है। यह उम्मीद की जाती है कि अधिक कुशल सौर ऊर्जा के विकास का दुनिया की ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा। जैव-नैनो जनरेटर के रूप में ज्ञात इन-विवो उपकरणों के लिए ऊर्जा उत्पादन में अतिरिक्त शोध है। बायो-नैनो जनरेटर एक ईंधन सेल या गैल्वेनिक सेल के समान एक नैनोस्केल इलेक्ट्रोकेमिकल उपकरण है, सिवाय इसके कि यह एक जीवित शरीर में रक्त शर्करा से शक्ति खींचता है, ठीक उसी तरह जैसे शरीर भोजन को पचाता है। एक एंजाइम जो अपने इलेक्ट्रॉनों के ग्लूकोज को अलग करने में सक्षम है, उन्हें विद्युत उपकरणों में उपयोग के लिए जारी करता है, प्रभाव पैदा करने के लिए उपयोग किया जाता है। एक बायो-नैनो जनरेटर सामान्य व्यक्ति के शरीर से काल्पनिक रूप से 100 वाट बिजली (लगभग 2000 भोजन कैलोरी प्रति दिन) बना सकता है। हालांकि, यह अनुमान केवल तभी मान्य होता है जब सभी भोजन को बिजली में परिवर्तित कर दिया जाता है, और क्योंकि मानव शरीर को नियमित रूप से कुछ ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए बनाई गई संभावित शक्ति बहुत कम होने की संभावना है। इस तरह के एक गैजेट से उत्पन्न बिजली शरीर-प्रत्यारोपित उपकरणों (जैसे पेसमेकर) या चीनी से भरे नैनोरोबोट को शक्ति प्रदान कर सकती है। बायो-नैनो जेनरेटर पर अधिकांश शोध अभी भी अपने शुरुआती चरण में है, जिसमें पैनासोनिक की नैनो टेक्नोलॉजी रिसर्च लेबोरेटरी सबसे आगे है।
• मेडिकल डायग्नोस्टिक्स: नैनोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को विकसित करने में काफी रुचि है जो मेडिकल डायग्नोस्टिक्स के रूप में उपयोग के लिए वास्तविक समय में बायोमोलेक्यूल्स की मात्रा का पता लगा सकते हैं, जिससे नैनोमेडिसिन के दायरे में आते हैं। अध्ययन की एक समानांतर रेखा बुनियादी जैविक अध्ययनों में उपयोग के लिए एकल कोशिकाओं के साथ बातचीत करने में सक्षम नैनोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को विकसित करने का प्रयास हो रहा है। इन गैजेट्स को नैनोसेंसर के रूप में जाना जाता है। विवो प्रोटिओमिक सेंसिंग के लिए इस तरह के नैनोइलेक्ट्रॉनिक डाउनसाइज़िंग से स्वास्थ्य निगरानी, और रक्षा प्रौद्योगिकियों के लिए नए रास्ते खुलने चाहिए।
• फाइब्रिकेशन: इलेक्ट्रॉन ट्रांजिस्टर, उदाहरण के लिए, एकल इलेक्ट्रॉन पर आधारित ट्रांजिस्टर गतिविधि को नियोजित करते हैं। इस श्रेणी में नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम भी शामिल हैं। अलग से नैनोवायर बनाने के विकल्प के रूप में, नैनोवायर के अल्ट्राडेंस समानांतर सरणियों को बनाने के लिए नैनोफाइब्रिकेशन का उपयोग किया जा सकता है। सिलिकॉन नैनोवायर, विशेष रूप से, इस क्षेत्र में बहुत अधिक ध्यान आकर्षित कर रहे हैं क्योंकि उनके पास नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स, ऊर्जा रूपांतरण और भंडारण में बहुत से संभावित अनुप्रयोग हैं। थर्मल ऑक्सीकरण ऐसे SiNWs की भारी मात्रा में उत्पादन कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप समायोज्य मोटाई वाले नैनोवायर होते हैं।
• आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स: एक अन्य विकल्प एकल-अणु उपकरणों का उपयोग करना है। ये डिज़ाइन आणविक स्व-संयोजन पर बहुत अधिक निर्भर होंगे, जिसमें उपकरण घटकों को एक बड़ी संरचना या यहां तक ​​कि एक संपूर्ण प्रणाली बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य कंप्यूटिंग के लिए बेहद उपयोगी होने की क्षमता है, और यह शायद वर्तमान एफपीजीए तकनीक को पूरी तरह से बदल सकता है। आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स एक नई तकनीक है जो अभी भी अपने प्रारंभिक चरण में है, लेकिन यह भविष्य में सच्चे परमाणु पैमाने के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए आशा प्रदान करती है। आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स के अधिक आशाजनक उपयोगों में से एक का प्रस्ताव आईबीएम के शोधकर्ता अरी अविराम और सैद्धांतिक रसायनज्ञ मार्क रैटनर ने क्रमशः 1974 और 1988 में प्रकाशित अपने लेख मोलेक्यूल्स फॉर मेमोरी, लॉजिक एंड एम्प्लीफिकेशन में दिया था।
• मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स: नैनो तकनीक का उपयोग मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे आरएफआईडी(RFID), स्मार्ट कार्ड और स्मार्ट पैकेजिंग में किया जाता है। इसका उपयोग यथार्थवादी वीडियो गेम और लचीली ई-बुक डिस्प्ले बनाने के लिए भी किया जा सकता है।
• कंप्यूटर: नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में कंप्यूटर प्रोसेसर को वर्तमान अर्धचालक उत्पादन तकनीकों की तुलना में अधिक शक्तिशाली बनाने की क्षमता है। इस समय विभिन्न प्रकार की तकनीकों की जांच की जा रही है, जिसमें विशिष्ट प्रकार के नैनोलिथोग्राफी और विशिष्ट सीएमओएस घटकों के स्थान पर नैनोवायर या छोटे अणुओं जैसे नैनोमटेरियल्स का उपयोग शामिल है। क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (SiNWs) बनाने के लिए अर्धचालक कार्बन नैनोट्यूब और हेटरोस्ट्रक्चर्ड सेमीकंडक्टर नैनोवायर का उपयोग किया गया था।
• मेमोरी स्टोरेज: अतीत में, इलेक्ट्रॉनिक मेमोरी आर्किटेक्चर ट्रांजिस्टर के उत्पादन पर बहुत अधिक निर्भर करता था। दूसरी ओर, क्रॉसबार स्विच-आधारित इलेक्ट्रॉनिक्स अनुसंधान ने सुपर हाई-डेंसिटी मेमोरी बनाने के लिए वर्टिकल और हॉरिजॉन्टल वायरिंग एरेज़ के बीच प्रोग्रामेबल लिंकेज का उपयोग करके एक समाधान प्रदान किया है। नैनो-रैम नामक कार्बन नैनोट्यूब-आधारित क्रॉसबार मेमोरी बनाने वाले नैनटेरो, और हेवलेट-पैकार्ड, जिसने फ्लैश मेमोरी के भविष्य के विकल्प के रूप में मेमरिस्टर सामग्री के उपयोग का प्रस्ताव दिया है, इस क्षेत्र में दो नेता हैं। स्पिंट्रोनिक्स-आधारित डिवाइस ऐसे नए गैजेट्स का एक उदाहरण हैं। मैग्नेटोरेसिस्टेंस बाहरी क्षेत्र पर सामग्री के प्रतिरोध (इलेक्ट्रॉन स्पिन के कारण) की निर्भरता है। नैनोसाइज्ड वस्तुओं के लिए, इस प्रभाव को काफी बढ़ाया जा सकता है (जीएमआर – जाइंट मैग्नेटो-रेसिस्टेंस), उदाहरण के लिए, जब दो फेरोमैग्नेटिक परतों को एक गैर-चुंबकीय परत द्वारा कई नैनोमीटर मोटी (जैसे Co-Cu-Co) द्वारा अलग किया जाता है। जीएमआर प्रभाव के परिणामस्वरूप हार्ड डिस्क के डेटा भंडारण घनत्व में उल्लेखनीय सुधार हुआ है, जिससे गीगाबाइट रेंज को महसूस किया जा सकता है। टनलिंग मैग्नेटोरेसिस्टेंस (TMR) निकटवर्ती फेरोमैग्नेटिक परतों के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों की स्पिन-निर्भर टनलिंग है जो GMR के समान है। जीएमआर और टीएमआर प्रभाव दोनों का उपयोग कंप्यूटर के लिए गैर-वाष्पशील प्राथमिक मेमोरी बनाने के लिए किया जा सकता है, जैसे चुंबकीय रैंडम एक्सेस मेमोरी (एमआरएएम)। 2010 के दशक में, नैनोइलेक्ट्रॉनिक मेमोरी का व्यावसायिक उत्पादन शुरू हुआ। 2013 में, SK Hynix ने 16nm NAND फ्लैश मेमोरी का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू किया, और सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स ने 10nm मल्टी-लेवल सेल (MLC) NAND फ्लैश मेमोरी का उत्पादन शुरू किया। 2017 में, TSMC ने 7nm तकनीक पर SRAM मेमोरी का निर्माण शुरू किया।
• आयोनिक्स: नैनोटेक्नोलॉजी के क्षेत्र में आयनिक के उपयोग को नैनोऑनिक्स के रूप में जाना जाता है, यह सभी ठोस-स्टेट नैनोस्केल सिस्टम में फास्ट आयन ट्रांसपोर्ट (एफआईटी) से जुड़ी प्रक्रियाओं की घटनाओं, गुणों, प्रभावों, विधियों और तंत्र का अध्ययन और अनुप्रयोग है। रुचि के विषयों में नैनोमीटर लंबाई के पैमाने पर ऑक्साइड सिरेमिक के मौलिक गुण और तेज़ आयन कंडक्टर (उन्नत सुपरियोनिक कंडक्टर)/इलेक्ट्रॉनिक कंडक्टर हेटेरोस्ट्रक्चर शामिल हैं। ऊर्जा, चार्ज और सूचना के रूपांतरण और भंडारण के लिए संभावित अनुप्रयोग विद्युत रासायनिक उपकरणों (इलेक्ट्रिकल डबल लेयर डिवाइस) में हैं।
• फोटोनिक्स: नैनोटेक्नोलॉजी के क्षेत्र में फोटोनिक्स के उपयोग को नैनोफोटोनिक्स या नैनो-ऑप्टिक्स के रूप में जाना जाता है, नैनोमीटर पैमाने पर प्रकाश के व्यवहार और प्रकाश के साथ नैनोमीटर-स्केल वस्तुओं की बातचीत का अध्ययन है। यह ऑप्टिक्स, ऑप्टिकल इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और नैनो टेक्नोलॉजी की एक शाखा है। इसमें अक्सर ढांकता हुआ संरचनाएं शामिल होती हैं जैसे कि नैनोएनेटेनस, या धातु के घटक, जो सतह के प्लास्मोन पोलरिटोन के माध्यम से प्रकाश को परिवहन और फोकस कर सकते हैं।

नैनोटेक्नोलॉजी का उपयोग नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स में इलेक्ट्रॉनिक घटकों में किया जाता है। कंप्यूटिंग और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण अनुप्रयोगों के दो उदाहरण हैं। फ्लैश मेमोरी चिप्स, रोगाणुरोधी और जीवाणुरोधी माउस और कीबोर्ड कोटिंग्स उपकरणों के उदाहरण हैं। इसके अलावा, मोबाइल फोन कास्टिंग नैनोइलेक्ट्रॉनिक के उत्कृष्ट उदाहरण हैं। नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स का उद्देश्य डेटा को प्रोसेस, ट्रांसमिट और स्टोर करना है। यह मैक्रोस्कोपिक गुणों से अद्वितीय पदार्थ गुणों का लाभ उठाकर इसे पूरा करता है।

ऊर्जा में नैनो तकनीक के अनुप्रयोग

ऊर्जा में नैनोटेक्नोलॉजी के अनुप्रयोगों का अर्थ है ऊर्जा को अधिक कुशलतापूर्वक और लागत प्रभावी ढंग से संग्रहीत और वितरित करने के लिए छोटे नैनो-आकार के नैनोकणों का उपयोग। यह तकनीक कार्बन डाइऑक्साइड जैसी हानिकारक ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन किए बिना ऊर्जा का उत्पादन, भंडारण और उपयोग करके हरित नैनो तकनीक के माध्यम से अक्षय ऊर्जा के उपयोग को बढ़ावा देगी। नीचे कुछ ऐसे क्षेत्र दिए गए हैं जहां ऊर्जा में नैनो तकनीक के अनुप्रयोग को बड़े पैमाने पर नियोजित किया जा सकता है:

• हाइड्रोजन ईंधन सेल: नैनो तकनीक के कारण ऊर्जा में हाइड्रोजन का उपयोग काफी अधिक क्षमता पर संभव है। जबकि हाइड्रोजन ईंधन सेल अपने आप में एक ऊर्जा स्रोत नहीं हैं, वे बिना CO₂ उत्सर्जन के धूप और अन्य नवीकरणीय स्रोतों से ऊर्जा के पारिस्थितिक रूप से लाभकारी भंडारण की अनुमति देते हैं। क्लासिक हाइड्रोजन ईंधन सेल्स का प्राथमिक नुकसान यह है कि वे महंगे हैं और वाणिज्यिक उपयोग के लिए लंबे समय तक चलने वाले नहीं हैं। हालांकि, नैनोकणों को जोड़ने से समय के साथ स्थायित्व और लागत दोनों में नाटकीय रूप से सुधार होता है। इसके अलावा, पारंपरिक ईंधन सेल थोक में स्टोर करने के लिए बहुत बड़े हैं, लेकिन शोधकर्ताओं ने पाया है कि नैनो ब्लेड बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन को स्टोर कर सकते हैं, जिसे लंबे समय तक भंडारण के लिए कार्बन नैनोट्यूब के भीतर संरक्षित किया जा सकता है।
• सौर सेल: सौर सेल्स में नैनोकणों के उपयोग से धूप से अवशोषित ऊर्जा की मात्रा बढ़ जाती है। सौर सेल अब सिलिकॉन परतों से बने होते हैं जो सूर्य के प्रकाश को एकत्र करते हैं और इसे प्रयोग करने योग्य शक्ति में बदल देते हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि सिलिकॉन के ऊपर सोने जैसी महान धातुओं को लेप करके, वे ऊर्जा को अधिक प्रभावी ढंग से विद्युत प्रवाह में परिवर्तित कर सकते हैं। इस संक्रमण के दौरान खोई गई अधिकांश ऊर्जा गर्मी के लिए जिम्मेदार है; हालांकि, नैनोकणों का उपयोग करके, कम गर्मी उत्सर्जित होती है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक शक्ति जमा होती है।
• नैनोग्राफीन बैटरी: नैनो तकनीक नैनोग्राफीन बैटरी के विकास को सक्षम कर रही है, जो कम वजन के साथ अधिक प्रभावी ढंग से ऊर्जा का भंडारण कर सकती है। लिथियम-आयन बैटरी पिछले एक दशक से इलेक्ट्रॉनिक्स में प्राथमिक बैटरी तकनीक रही है, लेकिन वर्तमान तकनीकी सीमाएं गर्मी और विस्फोट के संभावित खतरों के कारण बैटरी को घनीभूत करना मुश्किल बनाती हैं। ग्रैफेन बैटरी, जिनका अब प्रायोगिक इलेक्ट्रिक वाहनों में परीक्षण किया जा रहा है, ने पारंपरिक बैटरियों की तुलना में चार गुना बड़ी क्षमता का दावा किया है, जबकि 77 प्रतिशत कम लागत है। इसके अलावा, ग्राफीन बैटरियों में 250,000 चक्र तक का स्थिर जीवन चक्र होता है, जिससे इलेक्ट्रिक कारों और दीर्घकालिक उत्पादों को दशकों तक एक विश्वसनीय ऊर्जा स्रोत प्राप्त करने की अनुमति मिलती है।
• ईंधन: बुनियादी संसाधनों से ईंधन उत्पादन की दक्षता बढ़ाना। नैनोटेक्नोलॉजी में निम्न-श्रेणी के कच्चे माल से ईंधन के संश्लेषण को लागत प्रभावी बनाकर डीजल और गैसोलीन जैसे जीवाश्म ईंधन की कमी को कम करने की क्षमता है। नैनो तकनीक का उपयोग इंजन के माइलेज को बेहतर बनाने और सामान्य कच्चे माल से ईंधन उत्पादन की दक्षता बढ़ाने के लिए भी किया जा सकता है।
• पीजोइलेक्ट्रिक नैनोफाइबर: बिजली पैदा करने वाले कपड़े पीजोइलेक्ट्रिक नैनोफाइबर जो कपड़ों में सिलने के लिए पर्याप्त लचीले होते हैं, शोधकर्ताओं द्वारा निर्मित किए गए हैं। सामान्य गति को तंतुओं द्वारा ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है, जो तब आपके सेल फोन और अन्य मोबाइल विद्युत उपकरणों को शक्ति प्रदान कर सकता है।
• गर्मी अवशोषित और प्रतिबिंबित सामग्री: गर्मी और ठंडी इमारतों में खपत ऊर्जा की मात्रा को कम करना। एक पतली तांबे की परत पर जस्ता-तांबे के नैनोकणों से बने गर्मी अवशोषण शीट और पतली चांदी की फिल्म से बने गर्मी परावर्तक शीट के साथ एक उपकरण शोधकर्ताओं द्वारा दिखाया गया है। अवधारणा मौजूदा एचवीएसी सिस्टम के पूरक के लिए गर्मी अवशोषित और प्रतिबिंबित सामग्री को नियोजित करना है और गर्मी और ठंडी इमारतों के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा को कम करना है।
• सोडियम बोरोहाइड्राइड नैनोपार्टिकल्स: ईंधन सेल वाहनों के लिए हाइड्रोजन रखना। शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजन की बाध्यकारी ऊर्जा को ग्रैफेन सतह पर बेहतर बनाने के लिए गैसोलीन टैंक में ग्रैफेन परतों का निर्माण किया, जिसके परिणामस्वरूप अधिक हाइड्रोजन भंडारण और नतीजतन, हल्का वजन ईंधन टैंक। अन्य अध्ययनों ने हाइड्रोजन भंडारण में सोडियम बोरोहाइड्राइड नैनोकणों की प्रभावशीलता को साबित किया है।
• अपशिष्ट ताप से विद्युत: ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग करना। शोधकर्ताओं ने थर्मोकल्स बनाने के लिए नैनोट्यूब शीट्स का इस्तेमाल किया, जो तब ऊर्जा उत्पन्न करती हैं जब सेल के किनारे अलग-अलग तापमान पर होते हैं। इन नैनोट्यूब शीटों को गर्म पाइपों पर लपेटा जा सकता है, जैसे कि आपकी कार के निकास पाइप, गर्मी से बिजली बनाने के लिए जो अन्यथा बर्बाद हो जाती है।
• पवनचक्की ब्लेड: पवन चक्कियों द्वारा उत्पादित बिजली की मात्रा में वृद्धि। विंडमिल ब्लेड कार्बन नैनोट्यूब को शामिल करके एपॉक्सी से बनाए जाते हैं। नैनोट्यूब से भरे एपॉक्सी का उपयोग मजबूत और हल्के ब्लेड के लिए अनुमति देता है। लंबे ब्लेड जिसके परिणामस्वरूप प्रत्येक पवनचक्की द्वारा उत्पन्न बिजली की मात्रा में सुधार होता है।
• उच्च दक्षता वाले प्रकाश बल्ब: उच्च दक्षता वाले प्रकाश बल्ब बनाना एक प्रकार के उच्च दक्षता वाले प्रकाश बल्ब में, एक नैनो-इंजीनियर बहुलक मैट्रिक्स कार्यरत होता है। नए बल्ब शैटरप्रूफ हैं और इनमें छोटे फ्लोरेसेंस लाइट बल्ब की दक्षता दोगुनी है। अन्य शोधकर्ता उच्च दक्षता वाले एल ई डी पर काम कर रहे हैं जो नैनो-आकार की संरचनाओं के सरणियों का उपयोग करते हैं जिन्हें प्लास्मोनिक गुहाओं के रूप में जाना जाता है। विचाराधीन एक अन्य अवधारणा पारंपरिक फिलामेंट को क्रिस्टलीय सामग्री में संलग्न करके गरमागरम प्रकाश बल्बों का आधुनिकीकरण करना है जो अपशिष्ट अवरक्त विकिरण के हिस्से को दृश्य प्रकाश में बदल देता है।
• समुद्री जल से हाइड्रोजन: समुद्री जल से हाइड्रोजन का उत्पादन। सेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा समुद्र के पानी से हाइड्रोजन के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए उत्प्रेरक के रूप में निकल(nickel) सेलेनाइड की एक नैनोस्ट्रक्चर पतली परत का उपयोग दिखाया गया है।
• सूरज की रोशनी से भाप: शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि नैनोकणों पर केंद्रित सूरज की रोशनी बड़ी ऊर्जा दक्षता के साथ भाप उत्पन्न कर सकती है। “सौर भाप गैजेट” को जरूरतमंद देशों के क्षेत्रों में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां जल शोधन और दंत चिकित्सा उपकरण कीटाणुशोधन जैसे उद्देश्यों के लिए कोई शक्ति नहीं है। एक अन्य शोध समूह नैनोकणों पर काम कर रहा है जो बिजली संयंत्रों में उपयोग के लिए भाप का उत्पादन करने के लिए सूर्य के प्रकाश का उपयोग करेगा।

ऊर्जा के अधिक कुशल और लागत प्रभावी अनुप्रयोगों का उत्पादन करने के लिए नैनो तकनीक का उपयोग करके लगातार नए तरीकों और विधियों का पता लगाया जा रहा है।

एयरोस्पेस में नैनो टेक्नोलॉजी के अनुप्रयोग

एयरोस्पेस में नैनो टेक्नोलॉजी के अनुप्रयोगों में उच्च शक्ति, कम वजन वाले कंपोजिट, बेहतर इलेक्ट्रॉनिक्स और कम बिजली की खपत के साथ डिस्प्ले, भौतिक सेंसर की एक विस्तृत श्रृंखला, एम्बेडेड सेंसर के साथ बहुक्रियाशील सामग्री, बड़े सतह क्षेत्र सामग्री, और वायु शोधन के लिए नए फिल्टर और झिल्ली, टायर और ब्रेक में, और भी बहुत कुछ शामिल हैं। कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) ने अपनी असाधारण कठोरता, कठोरता और अद्वितीय विद्युत गुणों के कारण विभिन्न पॉलिमर में फिलर्स के रूप में उनके उपयोग के लिए कर्षण प्राप्त किया है। यादगार रूप से, कार्बन नैनोट्यूब के विद्युत गुणों का उपयोग 2011 में लॉन्च किए गए बृहस्पति उपग्रह के उन्नत इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज अपव्यय और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप परिरक्षण के लिए किया गया था।

नैनोक्लेज़ का उपयोग उनके ज्वाला मंदक गुणों के कारण एयरोस्पेस निर्माण में भी अक्सर किया जाता है। यह, उनकी उच्च शक्ति, कम वजन और अपेक्षाकृत कम लागत के साथ संयुक्त है, इसका मतलब है कि एपॉक्सी / मिट्टी नैनोकम्पोजिट्स ने विमानन ईंधन टैंक के रूप में उपयोग के लिए टाइटेनियम ऑक्साइड के लिए एक किफायती, उच्च-प्रदर्शन विकल्प प्रदान किया है।

• नैनोकोटिंग्स: नैनोकोटिंग, जैसे मैग्नीशियम मिश्र धातु, सिलिकॉन, और बोरॉन ऑक्साइड और कोबाल्ट-फॉस्फोरस नैनोक्रिस्टल विमान और यांत्रिक घटकों में उपयोग की जाने वाली धातुओं के स्थायित्व को बढ़ाने के लिए जो उच्च तापमान और घर्षण पहनने के अधीन होते हैं, जैसे टर्बाइन ब्लेड। एक आशाजनक विकल्प के रूप में मैग्नीशियम नैनोकम्पोजिट, हालांकि यह जांच अपनी प्रारंभिक अवस्था में है, और इसलिए और व्यापक विश्लेषण की आवश्यकता है। कई नैनोस्ट्रक्चर और नैनोस्केल कोटिंग सामग्री को कार्बाइड, नाइट्राइड, धातु और विभिन्न सिरेमिक सहित संभावित घर्षण संशोधन एजेंटों के रूप में सुझाया गया है।
• कार्बन नैनोट्यूब (CNTs): कार्बन नैनोट्यूब (CNTs), नैनोक्लेज़, नैनोफाइबर और ग्राफीन सहित नैनोमटेरियल्स या नैनोकम्पोजिट्स का उपयोग विमान निर्माण में संरचनात्मक और गैर-संरचनात्मक पॉलिमर के गुणों को बढ़ाने के लिए भराव सामग्री के रूप में किया गया है।
• नैनोसंरचित धातुएँ: नैनो-संरचित धातुएँ, जिन्हें नैनो-स्केल क्रिस्टलीय से युक्त धातुओं के रूप में परिभाषित किया गया है, सूक्ष्म या बड़े अनाज संरचनाओं वाले अपने समकक्षों की तुलना में काफी बेहतर गुणों का प्रदर्शन करती हैं। यह एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण गुणों के लिए विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है – मुख्य रूप से संरचनात्मक वजन में पर्याप्त कमी की सुविधा के लिए ताकत, तन्य शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध, और कम घनत्व उपज। इसके अलावा, यह प्रदर्शित किया गया है कि नैनोसंरचित धातुएं न केवल उन्नत गुणों को प्रदर्शित करती हैं, बल्कि पारंपरिक रूप से आकार की सामग्री के गुणों को प्रदर्शित करने के लिए इंजीनियर भी हो सकती हैं। इसका एक उदाहरण एक नैनो-संरचित टाइटेनियम-निकल मिश्र धातु है, जो असाधारण उपज शक्ति के संयोजन में, अतिरेक प्रदर्शित करता है।

उपभोक्ता वस्तुओं में नैनो तकनीक के अनुप्रयोग

आज बाजार में उपभोक्‍ता वस्‍तुओं ने नैनोटेक्नोलॉजी की संभावनाओं का लाभ उठाना मुश्किल से शुरू किया है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स को छोड़कर, अब उपलब्ध अधिकांश उपभोक्ता वस्तुएं इंटरफ़ेस प्रभावों पर आधारित हैं, हालांकि, नैनोसाइंस में बड़े पैमाने पर शोध निवेश से अपेक्षित अधिकांश संभावनाएं ग्राहक तक नहीं पहुंच पाई हैं।

• सतह और कोटिंग्स: सिरेमिक या कांच के बने पदार्थ पर सतह घर में नैनो तकनीक का सबसे अधिक दिखाई देने वाला अनुप्रयोग है। नैनोसिरेमिक कणों ने रोजमर्रा की घरेलू वस्तुओं की चिकनाई और गर्मी प्रतिरोध को बढ़ा दिया है। निकट भविष्य में धूप के चश्मे में सुरक्षात्मक और विरोधी-चिंतनशील अल्ट्राथिन बहुलक कोटिंग्स, खरोंच-प्रतिरोधी सतह कोटिंग्स होंगे। नैनोपार्टिकल्स सतहों और प्रणालियों को मजबूत, हल्का, साफ और “स्मार्ट” बनाने में मदद कर सकते हैं। स्क्रैच-प्रतिरोधी चश्मा, दरार-प्रतिरोधी पेंट, दीवारों के लिए एंटी-ग्रैफिटी कोटिंग्स, पारदर्शी सनस्क्रीन, दाग-विकर्षक वस्त्र, स्वयं-सफाई खिड़कियां, और सौर कोशिकाओं के लिए सिरेमिक कोटिंग्स का उत्पादन पहले से ही किया जा रहा है।
• खेल सामग्री: सॉकर, फ़ुटबॉल और बेसबॉल जैसे खेल नैनो तकनीक से संभावित रूप से लाभान्वित हो सकते हैं। जूते को हल्का और तेज बनाने के लिए खेल के जूते के लिए नई सामग्री विकसित की जा सकती है। बेसबॉल बल्ले जो पहले से ही बाजार में हैं, उनमें कार्बन नैनोट्यूब शामिल हैं जो राल को मजबूत करते हैं, जो इसे हल्का बनाकर प्रदर्शन को बढ़ावा देने वाला माना जाता है। बाजार में उपलब्ध और नेशनल फुटबॉल लीग के खिलाड़ियों द्वारा उपयोग किए जाने वाले अन्य सामानों में एथलेटिक टॉवेल, योगा मैट और वर्कआउट मैट शामिल हैं जो मेथिसिलिन प्रतिरोधी स्टैफिलोकोकस ऑरियस (आमतौर पर MRSA के रूप में जाना जाता है) जैसे कीटाणुओं से होने वाले संक्रमण से बचाने के लिए रोगाणुरोधी नैनो तकनीक का उपयोग करते हैं।
• कारों की सुरक्षा: नैनो तकनीक में वाहन सुरक्षा में सुधार करने की क्षमता है क्योंकि नैनोकणों से सड़क पर टायर की पकड़ बढ़ सकती है, गीली स्थितियों में रुकने की दूरी कम हो जाती है। इसके अलावा, नैनोपार्टिकल-मजबूत स्टील्स का उपयोग ऑटोमोबाइल बॉडी की कठोरता को बढ़ा सकता है। चमक या संक्षेपण को कम करने के लिए अल्ट्रा-थिन पारदर्शी कोटिंग्स को स्क्रीन या पैन में जोड़ा जा सकता है, और भविष्य में, पारदर्शी ऑटोमोटिव बॉडी सेक्शन का उत्पादन किया जा सकता है ताकि सभी दृश्यता में सुधार हो सके।
• कपड़ा: इंजीनियर किए गए नैनोफाइबर पहले से ही कपड़ों को पानी और दाग-प्रतिरोधी और शिकन-मुक्त बनाते हैं। नैनो तकनीक से उपचारित वस्त्रों को कम बार और कम तापमान पर साफ किया जा सकता है। नैनोटेक्नोलॉजी का उपयोग सूक्ष्म कार्बन कण झिल्ली को शामिल करने और इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज से उपयोगकर्ता को पूर्ण-सतह सुरक्षा प्रदान करने के लिए किया गया था। कॉर्नेल यूनिवर्सिटी के टेक्सटाइल्स नैनोटेक्नोलॉजी लेबोरेटरी और यूके के डीएसटीएल और इसके स्पिन-ऑफ बिजनेस पी2आई जैसे अकादमिक संस्थानों द्वारा कई और उपयोग किए गए हैं।
• प्रसाधन सामग्री: सनस्क्रीन एक ऐसा क्षेत्र है जहां इसका उपयोग किया जा सकता है। मानक रासायनिक यूवी संरक्षण विधि में खराब दीर्घकालिक स्थायित्व है। टाइटेनियम ऑक्साइड जैसे खनिज नैनोकणों पर आधारित सनस्क्रीन के कई फायदे हैं। टाइटेनियम ऑक्साइड नैनोपार्टिकल्स थोक सामग्री को समान यूवी संरक्षण गुण प्रदान करते हैं, लेकिन जब कण आकार कम हो जाता है, तो सौंदर्य की दृष्टि से अनाकर्षक सफेदी गायब हो जाती है।
• प्रसाधन सामग्री(Cosmetics): सनस्क्रीन एक ऐसा क्षेत्र है जहां इनका उपयोग किया जा सकता है। मानक रासायनिक यूवी संरक्षण विधि में खराब दीर्घकालिक स्थायित्व है। टाइटेनियम ऑक्साइड जैसे खनिज नैनोकणों पर आधारित सनस्क्रीन के कई फायदे हैं। टाइटेनियम ऑक्साइड नैनोपार्टिकल्स थोक सामग्री को समान यूवी संरक्षण गुण प्रदान करते हैं, लेकिन जब कण का आकार कम हो जाता है, तो सौंदर्य की दृष्टि से अनाकर्षक सफेदी गायब हो जाती है।

उदाहरण के लिए, उपभोक्ता उपकरण जो क्वांटम प्रभाव या कार्बन नैनोट्यूब की अद्वितीय विद्युत क्षमताओं का उपयोग करते हैं, उन्होंने केवल सतह को खरोंच दिया है। अतिरिक्त प्रभाव भी हैं जो संभावित दिखाते हैं। उदाहरण के लिए, आणविक मान्यता एक मौलिक जैविक अवधारणा है जिसका डीएनए और अन्य विशेष बंधनों में शोषण किया जाता है जैसे सेल सतहों पर एंटीजन-एंटीबॉडी इंटरैक्शन। यह प्रभाव आमतौर पर बायोटेक व्यवसायों जैसे कि दवा अनुसंधान और निदान में नियोजित होता है, लेकिन यह अभी तक उपभोक्ता वस्तुओं में अपना रास्ता नहीं बना पाया है।

नैनोटेक्नोलॉजी की वास्तविक क्षमता तब सामने आ सकती है जब वस्तु इनमें से एक से अधिक प्रभावों को शामिल करना शुरू कर दे। कार्बन नैनोट्यूब का उपयोग खेल उत्पादों में उनकी यांत्रिक शक्ति और उच्च सतह क्षेत्र से आयतन अनुपात के कारण किया जाता है, लेकिन भविष्य के उत्पाद उनके इलेक्ट्रॉनिक गुणों और छोटे आकार का भी लाभ उठा सकते हैं, जैसे कि एकीकृत सर्किट में विभिन्न परतों को जोड़ना या नए नैनोट्यूब ट्रांजिस्टर का निर्माण करना। इस तरह के दृष्टिकोण के परिणामस्वरूप नए आइटम हो सकते हैं जो सामान्य उपभोक्ता के जीवन की गुणवत्ता में काफी सुधार करते हैं।

खाद्य पदार्थों में नैनो तकनीक के अनुप्रयोग

नैनो टेक्नोलॉजी के इस्तेमाल से फूड प्रोसेसिंग को फायदा हो सकता है। इसके अलावा, खाद्य पैकेजिंग – और इसलिए खाद्य सुरक्षा – को लेपित फिल्मों पर एंटी-माइक्रोबियल एजेंटों को रखने और विभिन्न सामानों के लिए आवश्यक गैस पारगम्यता को बदलने के लिए नैनोमटेरियल्स का उपयोग करके बढ़ाया जा सकता है। नैनोटेक्नोलॉजी खाद्य और जैव प्रसंस्करण उद्योगों में उच्च गुणवत्ता वाले, सुरक्षित भोजन को कुशलतापूर्वक और स्थायी रूप से उत्पादन करने के लिए तकनीकी और वैज्ञानिक मुद्दों के जटिल सेट से निपट सकती है।

• खाद्य गुणवत्ता निगरानी: बायोसेंसर का उपयोग करके बैक्टीरिया का पता लगाना और भोजन की गुणवत्ता की निगरानी करना। बुद्धिमान, सक्रिय और स्मार्ट खाद्य पैकेजिंग सिस्टम और जैव सक्रिय खाद्य घटकों के नैनोएनकैप्सुलेशन खाद्य क्षेत्र में उपयोग की जाने वाली विकासशील नैनोप्रौद्योगिकियां हैं।
• नैनो फूड्स: प्रोजेक्ट ऑन इमर्जिंग नैनोटेक्नोलॉजीज (PEN) के अनुसार, नए खाद्य पदार्थ नैनो-निर्मित उपभोक्ता वस्तुओं में से हैं, जो 609 ज्ञात या दावा किए गए नैनो-उत्पादों की सूची के आधार पर प्रति सप्ताह 3 से 4 की गति से बाजार में आ रहे हैं।
• कुकिंग: कैनोला कुकिंग ऑयल ब्रांड जिसे कैनोला एक्टिव ऑयल कहा जाता है, एक चाय जिसे नैनोटी कहा जाता है, और एक चॉकलेट डाइट शेक जिसे नैनोसेयूटिकल्स स्लिम शेक चॉकलेट कहा जाता है।
• नैनोड्रॉप्स: पेन की वेब साइट पर कॉर्पोरेट साहित्य के अनुसार, शेमेन इंडस्ट्रीज के कैनोला ऑयल में “नैनोड्रॉप्स” होते हैं, जो पाचन तंत्र के साथ-साथ यूरिया के माध्यम से विटामिन, खनिज और फाइटोन्यूट्रिएंट्स को वितरित करने वाले होते हैं।
• नैनोक्लस्टर्स: आरबीसी लाइफ साइंसेज इंक के अनुसार, पेय पदार्थों मे अतिरिक्त चीनी की आवश्यकता के बिना कोको के स्वाद और स्वास्थ्य लाभ को बढ़ाने के लिए कोको-संक्रमित “नैनो क्लस्टर्स” को नियोजित करता है।

उत्प्रेरण(Catalysis) में नैनो तकनीक के अनुप्रयोग

कटैलिसीस में नैनोटेक्नोलॉजी के अनुप्रयोगों का अर्थ है नैनोमटेरियल-आधारित उत्प्रेरक इलेक्ट्रोकैटलिसिस, फोटोकैटलिस्ट, या विषम उत्प्रेरक जो उत्प्रेरक प्रक्रिया में सुधार के लिए धातु नैनोकणों का उपयोग हैं। धातु नैनोकणों का एक बड़ा सतह क्षेत्र होता है, जो उत्प्रेरक गतिविधि को बढ़ावा दे सकता है। नैनोकणों से बने उत्प्रेरक आसानी से अलग हो जाते हैं और पुनर्चक्रित हो जाते हैं। नैनोकणों के टूटने से बचने के लिए इनका उपयोग मुख्य रूप से मध्यम परिस्थितियों में किया जाता है। नैनोकैटलिस्ट ईंधन कोशिकाओं और इलेक्ट्रोलाइजर्स में व्यापक रुचि रखते हैं, जहां उत्प्रेरक दक्षता को दृढ़ता से प्रभावित करता है। उत्प्रेरण में नैनो तकनीक के संभावित अनुप्रयोगों को नीचे समझाया गया है।

• हाइड्रोसिलिलेशन प्रतिक्रियाएं: जब सोना, कोबाल्ट, निकल, पैलेडियम, या प्लेटिनम ऑर्गोमेटेलिक कॉम्प्लेक्स सिलेन्स के साथ कम हो जाते हैं, तो धातु नैनोकणों का निर्माण होता है जो हाइड्रोसिलिलेशन प्रक्रिया को तेज करते हैं। मध्यम परिस्थितियों में, BINAP-कार्यात्मक पैलेडियम नैनोकणों और सोने के नैनोकणों का उपयोग स्टाइरीन के हाइड्रोसिलिलेशन के लिए किया गया था; उन्हें गैर-नैनो कण Pd-BINAP परिसरों की तुलना में अधिक उत्प्रेरक रूप से सक्रिय और स्थिर दिखाया गया। दो धातुओं से बना एक नैनोपार्टिकल संभावित रूप से प्रक्रिया को तेज कर सकता है।
• डीहलोजनीकरण और हाइड्रोजनीकरण: C-Cl बांडों के हाइड्रोजेनोलिसिस, जैसे कि पॉलीक्लोराइनेटेड बाइफिनाइल, नैनोपार्टिकल उत्प्रेरक द्वारा सुगम होते हैं। एक और प्रतिक्रिया जो जड़ी-बूटियों और कीटनाशकों के संश्लेषण के साथ-साथ डीजल ईंधन के लिए महत्वपूर्ण है, हैलोजेनेटेड सुगंधित एमाइन का हाइड्रोजनीकरण है। काइनेटिक आइसोटोप प्रभाव का उपयोग करके अनुसंधान में उपयोग के लिए सुगंधित अंगूठी को विशेष रूप से चिह्नित करने के लिए कार्बनिक रसायन शास्त्र में ड्यूटेरियम के साथ C-Cl बांडों का हाइड्रोजनीकरण किया जाता है। संश्लेषित रोडियम कॉम्प्लेक्स, जिसके परिणामस्वरूप रोडियम नैनोकणों का निर्माण हुआ। सुगंधित यौगिकों के डीहेलोजेनेशन, साथ ही बेंजीन से साइक्लोहेक्सेन के हाइड्रोजनीकरण को इन नैनोकणों द्वारा त्वरित किया गया था। इसके अलावा, बहुलक-स्थिर नैनोकणों का उपयोग सिनामाल्डिहाइड और सिट्रोनेलल को हाइड्रोजनीकृत करने के लिए किया जा सकता है, जिससे पता चला कि रूथेनियम नैनोकैटलिस्ट मानक उत्प्रेरक की तुलना में सिट्रोनेलल के हाइड्रोजनीकरण में अधिक चयनात्मक हैं।
• कार्बनिक रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं: यह आंकड़ा एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया को दर्शाता है जिसे कोबाल्ट नैनोकणों द्वारा एडिपिक एसिड का उत्पादन करने के लिए त्वरित किया जा सकता है। इसका उपयोग बड़े पैमाने पर नायलॉन 6,6 बहुलक बनाने के लिए किया जाता है। धातु के नैनोकणों द्वारा त्वरित अन्य ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं में साइक्लोक्टेन का ऑक्सीकरण, ईथेन ऑक्सीकरण और ग्लूकोज ऑक्सीकरण शामिल हैं।
• C-C युग्मन(coupling) प्रतिक्रियाएं: धातुई नैनोकणों C-C युग्मन प्रक्रियाओं जैसे ओलेफिन हाइड्रोफॉर्माइलेशन, विटामिन ई उत्पादन, और हेक और सुजुकी युग्मन प्रतिक्रियाओं को तेज कर सकते हैं। पैलेडियम नैनोकणों द्वारा हेक युग्मन प्रतिक्रियाओं को प्रभावी ढंग से उत्प्रेरित दिखाया गया। पैलेडियम नैनोकणों पर लिगेंड्स की बढ़ी हुई इलेक्ट्रोनगेटिविटी को उनकी उत्प्रेरक गतिविधि को बढ़ावा देने के लिए दिखाया गया था। Pd₂(dba)₃, Pd(0) का एक स्रोत है, जो एक उत्प्रेरक रूप से सक्रिय पैलेडियम स्रोत है जिसका उपयोग क्रॉस-कपलिंग प्रतिक्रियाओं सहित विभिन्न प्रक्रियाओं में किया जाता है। Pd₂(dba)₃ को पहले एक सजातीय उत्प्रेरक अग्रदूत माना जाता था, हालांकि वर्तमान शोध से संकेत मिलता है कि पैलेडियम नैनोपार्टिकल्स उत्पन्न होते हैं, जिससे यह एक विषम उत्प्रेरक अग्रदूत बन जाता है।
• नैनोजाइम: पारंपरिक उत्प्रेरण के अलावा, प्राकृतिक एंजाइमों की नकल करने की उनकी क्षमता के लिए नैनोमटेरियल्स की जांच की गई है। नैनोजाइम नैनोमटेरियल्स होते हैं जिनमें एंजाइम-नकल करने वाले गुण होते हैं। कई नैनोमटेरियल्स का उपयोग प्राकृतिक एंजाइमों जैसे ऑक्सीडेज, पेरोक्सीडेज, कैटेलेज, एसओडी, न्यूक्लीज और अन्य की नकल करने के लिए किया गया है। नैनोजाइम बायोसेंसिंग और बायोइमेजिंग से लेकर दवाओं और पानी के उपचार तक कई तरह के उपयोग पेश करते हैं।
• वैकल्पिक ईंधन: फिशर-ट्रॉप्स विधि का उपयोग करते हुए, आयरन ऑक्साइड और कोबाल्ट नैनोकणों को कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन जैसी गैसों को तरल हाइड्रोकार्बन ईंधन में बदलने के लिए एल्यूमिना जैसे विभिन्न सतह-सक्रिय सामग्रियों पर लोड किया जा सकता है। नैनोमटेरियल-आधारित उत्प्रेरक पर अधिकांश शोध ईंधन कोशिकाओं में उत्प्रेरक कोटिंग की दक्षता में सुधार पर केंद्रित है। प्लेटिनम वर्तमान में इस एप्लिकेशन के लिए सबसे आम उत्प्रेरक है, लेकिन यह महंगा और दुर्लभ है, इसलिए अन्य धातुओं के उत्प्रेरक गुणों को नैनोकणों में सिकोड़कर इस उम्मीद में कि वे एक दिन कुशल और लागत वाले होंगे, को अधिकतम करने पर ध्यान केंद्रित किया गया है। -प्लैटिनम का प्रभावी विकल्प। हालांकि थोक सोना निष्क्रिय है, सोने के नैनोकणों में उत्प्रेरक क्षमताएं होती हैं। यह पता चला कि yttrium स्थिर ज़िरकोनियम नैनोकणों ने एक ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल की दक्षता और निर्भरता में सुधार किया। हाइड्रोजन भंडारण के लिए हाइड्रोजन शुद्धिकरण को उत्प्रेरित करने के लिए नैनोमटेरियल रूथेनियम/प्लैटिनम उत्प्रेरक का उपयोग किया जा सकता है। वातावरण में Co और No के ऑक्सीकरण को तेज करने के लिए पैलेडियम नैनोकणों को ऑर्गोमेटेलिक लिगैंड्स के साथ क्रियाशील किया जा सकता है, जिससे वायु प्रदूषण कम होता है। कार्बन नैनोट्यूब के विकास को प्रोत्साहित करने के लिए धातु नैनोकणों का उपयोग किया गया है, और कार्बन नैनोट्यूब-समर्थित उत्प्रेरक को ईंधन कोशिकाओं के लिए कैथोड उत्प्रेरक समर्थन के रूप में नियोजित किया जा सकता है। क्योंकि वे एक अधिक स्थिर वर्तमान इलेक्ट्रोड उत्पन्न करते हैं, कार्बन नैनोट्यूब के साथ जोड़े गए प्लैटिनम-कोबाल्ट बाईमेटेलिक नैनोपार्टिकल्स प्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं के लिए दिलचस्प विकल्प हैं।
• फोटोकैटलिसिस: कई फोटोकैटलिटिक सिस्टम एक प्रतिष्ठित धातु कनेक्शन से लाभान्वित हो सकते हैं; प्रारंभिक फुजीशिमा-होंडा सेल ने सह-उत्प्रेरक प्लेट का भी उपयोग किया। उदाहरण के लिए, पानी के बंटवारे के लिए एक फैलाव फोटोकैटलिटिक रिएक्टर का मौलिक डिजाइन एक पानी के सोल का है, जिसमें फैला हुआ चरण सेमीकंडक्टर क्वांटम डॉट्स से बना होता है, प्रत्येक एक धातु सह-उत्प्रेरक से जुड़ा होता है: क्यूडी आने वाले विद्युत चुम्बकीय विकिरण को परिवर्तित करता है। एक उत्तेजना में, जबकि सह-उत्प्रेरक एक इलेक्ट्रॉन मेहतर के रूप में कार्य करता है और विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया की अधिकता को कम करता है।
• नैनोवायर: नैनोवायर इलेक्ट्रोकैटलिटिक उद्देश्यों के लिए अत्यधिक आकर्षक होते हैं क्योंकि वे निर्माण प्रक्रिया के दौरान बनाने में आसान होते हैं और उनकी विशेषताओं पर बहुत अच्छा नियंत्रण होता है। इसके अलावा, उनके स्थानिक विस्तार और इसलिए सक्रिय सतह पर अभिकारकों की उपलब्धता में वृद्धि के कारण, नैनोवायर फैराडिक दक्षता में सुधार कर सकते हैं।
• नैनोपोरस सतहें: ईंधन कोशिकाओं में कैथोड आमतौर पर नैनोपोरस सामग्री से बने होते हैं। प्लेटिनम झरझरा नैनोपार्टिकल्स नैनोकैटलिसिस में उच्च गतिविधि प्रदर्शित करते हैं, लेकिन वे कम स्थिर होते हैं और उनका जीवनकाल सीमित होता है।
• नैनोकणों: नैनोकणों का उपयोग करने का एक नुकसान समूह के प्रति उनकी प्रवृत्ति है। उचित उत्प्रेरक सहायता से समस्या को कम किया जा सकता है। क्योंकि उन्हें विशिष्ट रसायनों का पता लगाने के लिए तैयार किया जा सकता है, नैनोकण नैनोसेंसर के रूप में उपयोग के लिए आदर्श संरचनाएं हैं। बहु-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब पर इलेक्ट्रोडेपोसिट किए गए पीडी नैनोकणों ने क्रॉस-कपलिंग प्रक्रियाओं को उत्प्रेरित करने में अच्छी गतिविधि का प्रदर्शन किया है।
• सामग्री: इलेक्ट्रोकैटलिसिस प्रक्रियाओं में प्रयुक्त नैनोस्ट्रक्चर के निर्माण के लिए विभिन्न सामग्रियों का उपयोग किया जा सकता है। इलेक्ट्रोकैटालिस्ट नैनोस्ट्रक्चर सामग्री का उपयोग करके मजबूत भौतिक-रासायनिक स्थिरता, उच्च गतिविधि, अच्छी चालकता और सस्ती लागत प्राप्त कर सकते हैं। संक्रमण धातुओं का व्यापक रूप से धातु नैनोस्ट्रक्चर (ज्यादातर लोहा, कोबाल्ट, निकल, पैलेडियम, प्लैटिनम) के निर्माण में उपयोग किया जाता है। प्रत्येक धातु के अद्वितीय गुणों के कारण, बहु-धातु नैनोस्ट्रक्चर अज्ञात व्यवहार प्रदर्शित करते हैं। लाभों में बढ़ी हुई गतिविधि, चयनात्मकता और स्थिरता के साथ-साथ लागत बचत भी शामिल है। धातुओं को विभिन्न तरीकों से मिश्रित किया जा सकता है, जैसे कोर-शेल बाईमेटेलिक संरचना, जिसमें कम से कम महंगी धातु कोर बनाती है और सबसे सक्रिय धातु (आमतौर पर एक प्रतिष्ठित धातु) खोल बनाती है। इस डिजाइन का उपयोग करके दुर्लभ और महंगी धातुओं की खपत में 20% की कमी की जा सकती है। भविष्य की कठिनाइयों में से एक उच्च गतिविधि और सस्ती लागत के साथ नई स्थिर सामग्री की खोज करना होगा। धातु के गिलास, बहुलक कार्बन नाइट्राइड (पीसीएन), और धातु-कार्बनिक ढांचे (एमओएफ) से उत्पन्न सामग्री इलेक्ट्रोकैटलिटिक सामग्री के कुछ उदाहरण हैं जिन पर अध्ययन केंद्रित किया जा रहा है।
• गैर-कार्यात्मक धातु नैनोकणों की तुलना में, कार्यात्मक धातु नैनोकण अधिक विलायक स्थिर होते हैं। वैन डेर वाल्स बल तरल पदार्थ में धातु के नैनोकणों को प्रभावित कर सकता है। कण एकत्रीकरण सतह क्षेत्र को कम करके उत्प्रेरक गतिविधि को कम कर सकता है। नैनोकणों को एक सुरक्षात्मक अवरोध प्रदान करने के लिए पॉलिमर या ओलिगोमर्स के साथ भी क्रियाशील किया जा सकता है जो नैनोकणों को एक दूसरे के साथ इंटरेक्शन करने से रोकता है। द्विधातु नैनोकण दो धातुओं के मिश्रधातु हैं जिनका उपयोग दो धातुओं के बीच उत्प्रेरण पर सहक्रियात्मक प्रभाव प्रदान करने के लिए किया जाता है।

निर्माण में नैनो तकनीक के अनुप्रयोग

निर्माण में नैनो तकनीक के अनुप्रयोगों में भवन को अधिक कुशल, कम खर्चीला, सुरक्षित, मजबूत और अधिक विविध बनाने की क्षमता है। इस प्रकार तेजी से बढ़ते वैज्ञानिक क्षेत्र जिसमें इलेक्ट्रॉनिक्स, बायोमैकेनिक्स और कोटिंग्स जैसे क्षेत्र शामिल हैं, सिविल इंजीनियरिंग और निर्माण सामग्री की मदद करेंगे।

• लकड़ी में: लकड़ी के क्षेत्र के लिए, नैनो तकनीक नए उत्पादों का उत्पादन करने, प्रसंस्करण लागत को काफी कम करने और जैव आधारित सामग्री के लिए नए बाजार स्थापित करने की एक महत्वपूर्ण क्षमता प्रदान करती है। लकड़ी भी नैनोट्यूब से बनी होती है, जिसे आमतौर पर “नैनोफिब्रिल्स” के रूप में जाना जाता है, जो लिग्नोसेल्यूलोसिक (वुडी ऊतक) घटक होते हैं जो स्टील से दोगुने मजबूत होते हैं। इन नैनोफाइब्रिल्स की कटाई से टिकाऊ निर्माण के एक नए युग की शुरुआत होगी, क्योंकि सृजन और खपत दोनों एक नवीकरणीय चक्र का हिस्सा होंगे। कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​​​है कि नैनोस्केल पर लिग्नोसेल्यूलोसिक सतहों पर कार्यक्षमता को छापने से स्व-नसबंदी सतहों, आंतरिक स्व-मरम्मत और विद्युत लिग्नोसेल्यूलोसिक उपकरणों के लिए नई संभावनाएं खुल सकती हैं। ये विनीत सक्रिय या निष्क्रिय नैनोस्केल सेंसर पूरे सेवा में उत्पाद के प्रदर्शन और पर्यावरण की स्थिति पर इनपुट प्रदान करने के लिए संरचनात्मक तनाव, तापमान, नमी सामग्री, क्षय कवक, गर्मी के नुकसान या लाभ, और वातानुकूलित हवा के नुकसान की निगरानी करेंगे। हालांकि, इन क्षेत्रों में अनुसंधान फिलहाल प्रतिबंधित प्रतीत होता है। अपनी प्राकृतिक जड़ों के कारण, लकड़ी क्रॉस-डिसिप्लिनरी रिसर्च और मॉडलिंग के तरीकों में अग्रणी है। बीएएसएफ ने कमल के पत्ते की गतिविधियों के आधार पर सिलिका और एल्यूमिना नैनोकणों के साथ-साथ हाइड्रोफोबिक पॉलिमर का उपयोग करके एक उच्च जलरोधी आवरण बनाया है। हड्डियों के यांत्रिक अध्ययन का उपयोग लकड़ी की नकल करने के लिए किया गया है, उदाहरण के लिए, सुखाने की प्रक्रिया के दौरान।
• स्टील में: स्टील एक सामान्य निर्माण सामग्री है जो निर्माण उद्योग में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। स्टील में नैनो टेक्नोलॉजी के प्रयोग से इसके भौतिक गुणों में सुधार होता है।
• सीमेंट में: कंक्रीट की संरचना को बेहतर ढंग से समझने के लिए नैनोस्केल पर इसका अध्ययन किया जा रहा है। उस आकार के अनुसंधान के लिए स्थापित विभिन्न विधियां, जैसे परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (एएफएम), स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम), और फोकस्ड आयन बीम माइक्रोस्कोपी (एफआईबी), इस परीक्षा में कार्यरत हैं। यह सामान्य रूप से नैनोस्केल का अध्ययन करने के लिए इन उपकरणों के निर्माण का एक उपोत्पाद है, लेकिन मौलिक स्तर पर कंक्रीट की संरचना और व्यवहार को जानना नैनो तकनीक का एक आवश्यक और अत्यंत प्रासंगिक उपयोग है। कंक्रीट एक मैक्रो-मटेरियल है जो इसके नैनो-गुणों से बहुत अधिक प्रभावित होता है, और इसे इस नए स्तर पर जानने से ताकत, स्थायित्व और निगरानी में सुधार के नए रास्ते खुलते हैं। नियमित मिश्रण के हिस्से के रूप में, सिलिका (SiO2) को पारंपरिक कंक्रीट में शामिल किया जाता है। हालांकि, कंक्रीट के नैनोस्केल अनुसंधान द्वारा प्राप्त सफलताओं में से एक यह है कि नैनो-सिलिका का उपयोग करके कंक्रीट में कण पैकिंग को बढ़ाया जा सकता है, जिससे सूक्ष्म और नैनोस्ट्रक्चर का घनत्व बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप यांत्रिक गुणों में सुधार होता है। सीमेंट-आधारित सामग्रियों में नैनो-सिलिका के अलावा पानी में कैल्शियम लीचिंग द्वारा उत्पादित कंक्रीट की मौलिक सी-एस-एच (कैल्शियम-सिलिकेटहाइड्रेट) प्रतिक्रिया के टूटने को भी सीमित कर सकता है, साथ ही पानी के प्रवेश को रोक सकता है और इसलिए स्थायित्व में वृद्धि कर सकता है। साधारण पोर्टलैंड सीमेंट (ओपीसी) क्लिंकर और सामान्य रेत की उच्च ऊर्जा मिलिंग के परिणामस्वरूप पारंपरिक ओपीसी की तुलना में बड़े कण आकार में कमी आती है, और परिणामस्वरूप, परिष्कृत सामग्री की संपीड़न शक्ति 3 से 6 गुना अधिक होती है।
• कांच में: कांच के लिए नैनो तकनीक के अनुप्रयोग, एक अन्य प्रमुख निर्माण सामग्री पर शोध किया जा रहा है। इसके स्टरलाइज़िंग और एंटी-फ़ाउलिंग गुणों के कारण, टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) नैनोकणों का उपयोग ग्लेज़िंग को कवर करने के लिए किया जाता है। कार्बनिक संदूषक, वाष्पशील कार्बनिक रसायन, और जीवाणु झिल्ली सभी कणों से टूट जाते हैं, जो मजबूत प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। TiO2 हाइड्रोफिलिक है (पानी को आकर्षित करता है), इसलिए यह बारिश की बूंदों को आकर्षित कर सकता है, जो बाद में गंदगी के कणों को धो देता है। इस प्रकार, ग्लास क्षेत्र में नैनो तकनीक का उपयोग ग्लास की स्वयं-सफाई सुविधा को एकीकृत करता है। नैनो तकनीक का एक अन्य अनुप्रयोग आग प्रतिरोधी कांच है। यह सिलिका नैनोपार्टिकल्स (SiO2) से बने ग्लास पैनल (एक इंटरलेयर) के बीच एक पारभासी इंट्यूसेंट परत को सैंडविच करके पूरा किया जाता है, जो गर्म होने पर एक कठोर और अपारदर्शी आग ढाल बन जाता है। निर्माण में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश कांच का उपयोग इमारतों के बाहर किया जाता है। नतीजतन, कांच के माध्यम से संरचना में प्रवेश करने वाले प्रकाश और गर्मी से बचा जाना चाहिए। खिड़कियों के माध्यम से प्रवेश करने वाली रोशनी और गर्मी को रोकने के लिए नैनो तकनीक बेहतर समाधान देने में सक्षम हो सकती है।
• अग्नि सुरक्षा और जांच: इस्पात निर्माणों के अग्नि प्रतिरोध को अक्सर स्प्रे-ऑन-सीमेंटियस कोटिंग के साथ आपूर्ति की जाती है। चूंकि परिणामी सामग्री को एक मजबूत, टिकाऊ, उच्च तापमान कवरिंग के रूप में उपयोग किया जा सकता है, नैनो-सीमेंट में आवेदन के इस क्षेत्र में एक नया प्रतिमान बनाने की क्षमता है। यह अग्नि सुरक्षा बढ़ाने का एक शानदार तरीका है और पारंपरिक इन्सुलेशन की तुलना में कम खर्चीला विकल्प है।
• कोटिंग्स: कोटिंग्स निर्माण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं क्योंकि इनका उपयोग दीवारों, दरवाजों और खिड़कियों को पेंट करने के लिए किया जाता है। कोटिंग्स को एक सुरक्षात्मक परत बनानी चाहिए जो अंतर्निहित सामग्री से बंधी हो, जिसके परिणामस्वरूप उपयुक्त सुरक्षात्मक या कार्यात्मक गुणों वाली सतह हो। कोटिंग्स को “सेल्फ-असेंबली” प्रक्रिया के माध्यम से स्व-उपचार करने में सक्षम होना चाहिए। नैनोटेक्नोलॉजी का उपयोग पेंट में स्वयं-उपचार गुणों और इन्सुलेशन के तहत संक्षारण प्रतिरोध के साथ कोटिंग्स बनाने के लिए किया जा रहा है। क्योंकि ये कोटिंग्स हाइड्रोफोबिक हैं, वे धातु के पाइप से पानी का विरोध करते हैं, साथ ही साथ धातु को खारे पानी के हमले से बचाते हैं। नैनोपार्टिकल-आधारित समाधानों में आसंजन और पारदर्शिता में सुधार करने की क्षमता है। TiO2 कवर एक फोटोकैटलिटिक प्रक्रिया के माध्यम से कार्बनिक और अकार्बनिक वायु प्रदूषकों को अवशोषित और नीचा दिखाता है, जिससे रोडवेज को अधिक पर्यावरण के अनुकूल तरीके से उपयोग किया जा सकता है।
• निर्माण में जोखिम: नैनोमटेरियल्स का उपयोग अक्सर भवन निर्माण में किया जाता है, जिसमें स्व-सफाई वाली खिड़कियों से लेकर लचीले सौर पैनलों से लेकर वाई-फाई ब्लॉकिंग पेंट तक शामिल हैं। निर्माण में नवीनतम नैनोमटेरियल्स में स्व-उपचार कंक्रीट, सामग्री जो यूवी और इन्फ्रारेड विकिरण को अवरुद्ध करती है, धुंध खाने वाली कोटिंग्स, और प्रकाश उत्सर्जक दीवारें और छत शामिल हैं। नैनो टेक्नोलॉजी में “स्मार्ट हाउस” को साकार करने की संभावना है। नैनो-तकनीक-सक्षम सेंसर तापमान, आर्द्रता और वायुजनित प्रदूषकों की निगरानी कर सकते हैं, जिसके लिए उन्नत नैनो-आधारित बैटरी की आवश्यकता होती है। चूंकि सेंसर वायरलेस घटकों को नियोजित करता है, यह डेटा की एक विस्तृत श्रृंखला एकत्र कर सकता है, जिससे भवन के घटक बुद्धिमान और इंटरैक्टिव हो जाते हैं।

पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में नैनोमटेरियल अभी भी महंगे हैं, इसलिए उच्च मात्रा में निर्माण सामग्री में उनका उपयोग करने की संभावना नहीं है। हालांकि, नैनो टेक्नोलॉजी निर्माण का स्वचालन परिष्कृत आवासों से लेकर विशाल गगनचुंबी इमारतों तक की संरचनाओं के तेजी से और कम लागत वाले निर्माण को सक्षम कर सकता है। जल्द ही, नैनो टेक्नोलॉजी वास्तुशिल्प नींव में दोषों का पता लगाने और उन्हें ठीक करने के लिए नैनोबॉट्स भेजने में सक्षम होगी।

नैनोसेंसर और नैनोमैटिरियल्स का मनुष्यों पर क्या प्रभाव पड़ता है यदि वे स्मार्ट घरों की तरह संरचनाओं की दैनिक विशेषता बन जाते हैं? स्वास्थ्य और पर्यावरण पर नैनोकणों का प्रभाव: यदि व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नैनोफिल्टर द्वारा भवन जल आपूर्ति को फ़िल्टर किया जाता है, तो नैनोकण शरीर तक पहुँच सकते हैं। हवा और पानी में नैनोकणों को वेंटिलेशन और अपशिष्ट जल प्रणालियों के निर्माण के माध्यम से पेश किया जाता है। सामाजिक मुद्दों पर नैनोकणों का प्रभाव: जब सेंसर अधिक व्यापक हो जाते हैं, तो उपयोगकर्ताओं की गोपनीयता और स्वायत्तता खतरे में पड़ सकती है क्योंकि वे अधिक परिष्कृत भवन घटकों के साथ बातचीत करते हैं।

निष्कर्ष

जिंक ऑक्साइड (ZnO) अपने लचीले गुणों और अनगिनत शानदार नैनोस्ट्रक्चर संयोजनों के कारण एक अत्यधिक आवश्यक अर्धचालक सामग्री बन गया है, और इसके अनुप्रयोग क्षेत्र का लगातार विस्तार हो रहा है: प्रकाशिकी, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, सेंसर, एक्चुएटर्स, ऊर्जा, जैव चिकित्सा विज्ञान और स्पिंट्रोनिक्स। ZnO अब सूक्ष्म और नैनो तकनीक के लिए सबसे महत्वपूर्ण नैनो सामग्री में से एक है।

ZnO ऊर्जा की कमी और सतत विकास के संदर्भ में ऊर्जा संचयन के लिए एक बहुत ही आशाजनक सामग्री है क्योंकि इसकी क्षमता परिवेशी ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने और लागत प्रभावी तरीकों से इसकी उत्पादन क्षमता के कारण है। दुनिया भर के वैज्ञानिकों ने ZnO नैनोस्ट्रक्चर के आधार पर ऊर्जा और सौर कोशिकाओं के कई प्रकार के नैनोजेनरेटरों की जांच, निर्माण और उपकरण का एहसास किया है।

हालांकि, रासायनिक और बायोसेंसर, माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस), नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एनईएमएस), नैनोरोबोटिक्स और व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे स्मार्ट उपकरणों के तेजी से विकास के लिए स्वतंत्र, लंबे समय तक चलने वाली और रखरखाव-मुक्त ऊर्जा के उपयोग की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, उभरती हुई नैनो सामग्री और सूक्ष्म और नैनोप्रौद्योगिकियां जो परिवेश ऊर्जा को आत्मनिर्भर, टिकाऊ सूक्ष्म/नैनो-शक्ति स्रोतों के रूप में एकत्रित करती हैं, इन उपकरणों को शक्ति प्रदान करने और उनके चल रहे कामकाज को सुनिश्चित करने के लिए एक उपयुक्त विकल्प प्रदान करती हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि क्योंकि प्रत्यारोपित डिवाइस और/या वायरलेस सेंसर नेटवर्क आत्मनिर्भर होना चाहिए, ये नई ऊर्जा एकत्रित करने वाली सेल महत्वपूर्ण हैं। इसके अलावा, विभिन्न अनुप्रयोगों में इन उपकरणों की बढ़ती आवश्यकता है।

“नैनो ऊर्जा” नामक एक शोध क्षेत्र हाल ही में उभरा है, जो विभिन्न प्रकार की आसपास की ऊर्जाओं को काटने के लिए नैनोमटेरियल्स और नैनोटेक्नोलॉजीज का उपयोग कर रहा है, और नैनो ऊर्जा का विकास बैटरी के उपयोग को प्रतिस्थापित कर सकता है या कम से कम स्मार्ट उपकरणों और सेंसर में बैटरी के जीवनकाल को बढ़ा सकता है।

स्वास्थ्य देखभाल, चिकित्सा डेटा निगरानी, बुनियादी ढांचे की सुरक्षा निगरानी (पुल, सड़क, भवन या स्मारक, आदि), पर्यावरण निगरानी (वायु और पानी की गुणवत्ता, आदि), रसद नियंत्रण और हमारे स्मार्ट घरों सहित कई अनुप्रयोग तेजी से निर्भर होंगे। हमारी सुरक्षा और जीवन की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए जल्द ही अधिकतम डेटा एकत्र करने के लिए वायरलेस सेंसर नेटवर्क। इस प्रकार, इन सूक्ष्म / नैनो उपकरणों, विशेष रूप से प्रत्यारोपण योग्य उपकरणों को प्रभावी ढंग से विकसित करने में महत्वपूर्ण और निर्णायक घटक, आसपास की सुलभ और अटूट ऊर्जा का उपयोग करने के लिए कटाई प्रणालियों के माध्यम से एक स्थायी शक्ति स्रोत का मालिक होना है।

हाल के वर्षों में न केवल व्यक्तिगत नैनोजेनरेटर सौर सेल का अध्ययन किया गया है, बल्कि हाइब्रिड ऊर्जा कोशिकाओं का भी निर्माण किया गया है। उत्तरार्द्ध कई ऊर्जा संचयन इकाइयों से बना है, जिनमें से प्रत्येक अकेले या दूसरे के साथ मिलकर पर्यावरण में सुलभ ऊर्जा के विभिन्न रूपों को इकट्ठा करने के लिए काम कर सकता है जहां उपकरणों को तैनात किया जाता है।

अलग-अलग सेल्स और हाइब्रिड सेल्स दोनों के लिए, विभिन्न सूक्ष्म/नैनोडिवाइस को शक्ति प्रदान करने के लिए नैनोजेनरेटर और/या नैनोस्ट्रक्चर-आधारित कॉम्पैक्ट सौर सेल्स के कई उपयोगों का प्रदर्शन किया गया है। ऊर्जा भंडारण इकाई के साथ मिलकर एक स्व-चार्जिंग पावर सेल को हाल ही में दिखाया गया था। यह नई विधि गैजेट को तब भी लगातार काम करने देती है, जब छोटी अवधि के लिए कोई ऊर्जा उपलब्ध न हो।

नैनो ऊर्जा अनुसंधान के क्षेत्र में उत्कृष्ट प्रगति के बावजूद, उच्च-विश्वसनीयता ऊर्जा संचयन प्रणाली के साथ आत्मनिर्भर सूक्ष्म/नैनोडिवाइस बनाने के लिए डिजाइन, उच्च गुणवत्ता वाले नैनोमटेरियल संश्लेषण, और उपकरण निर्माण पर बहुत अधिक अध्ययन आवश्यक हैं। इसके अलावा, ऊर्जा संग्रह प्रणाली मौजूदा और लागत प्रभावी माइक्रोफैब्रिकेशन विधियों के साथ संगत होगी, जिससे औद्योगिक बड़े पैमाने पर उत्पादन स्वयं-शक्ति उपकरणों की उच्च मांग को पूरा करने में सक्षम होगा।

चिंताओं, सुरक्षा उपायों और नैनो तकनीक के संभावित जोखिमों के अलावा, हमें तकनीक के जानबूझकर दुरुपयोग की संभावनाओं पर भी नए सिरे से विचार करना होगा। इसके लिए एक नैनोटेक्नोलॉजी सुरक्षा प्रणाली स्थापित करने की आवश्यकता है जो कि विषैले अनुसंधान, जोखिम की पहचान और जोखिम को शामिल करें और जोखिम मूल्यांकन के साथ-साथ जोखिम प्रबंधन, ताकि हम आने वाली पीढ़ियों के लिए पर्यावरण को बचा सकें।

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