Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Избранные лекции по курсу Введение в нанотехнол...doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
9.65 Mб
Скачать

1. Ю.И.Головин «Введение в нанотехнику», Машиностроение, Москва, 2007 г. Текст лекции

Биотехнологии являются древнейшими в истории цивилизации. Уже пять тысячелетий при сбраживании виноградного сусла в вино, заквашивании теста и выпечке хлеба, производстве сыров, пива, кисломолочных продуктов. используются эффективные биологические катализаторы - ферменты (специфические белки нанометровых размеров), делающие возможными и избирательно ускоряющие желательные процессы во много раз (иногда в 106...109 раз

Некоторые бактерии способны селективно извлекать металлы, азот, другие неорганические вещества из окружающей среды; концентрировать их и кристаллизовать в кластеры, а затем перекристаллизовывать в макрочастицы. Биосорбция и биоминерализация широко распространены в живой природе. Существует большой соблазн использовать процессы биоминерализации для экологически чистой технологии извлечения полезных веществ из бедных руд, отходов металлургического производства, морской воды..

Биохимическая азотофикация в производстве удобрений, ферментативное биохимическое разложение воды с целью получения кислорода и водорода так­же относятся к перспективным направлениям поисков и разработок нанобио-технологии.

Методами НТ, микро-, нанокапсулирования активных биологических веществ, ферментов, металлокомплексов в мицеллярные структуры, пленки Ленг-мюра-Блоджетт, золь-гель-матрицы удается сконструировать высокоселективные сенсоры, ферментные электроды, оптоэлектронные приборы, функциональные и интеллектуальные материалы и покрытия.

Биотехнология - это совокупность фундаментальных и прикладных исследований, а также инженерных решений, направленных на использование биологических объектов, систем или процессов в промышленных масштабах. Краткая сводка направлений развития и сфер применения нанобиотехнологии (вместе с ее фундаментальными основаниями) дана на рис. 1.

Рис.1. Фундаментальные основы и области применения нанобиотехнологии

Наиболее яркие и перспективные разработки в области нанобиотехнологий, а также основные направления развития и сферы применения продуктов биотехнологии представлены в (табл. 1).

Таблица 1. Основные направления развития биотехнологии

Отрасль

Конкретные примеры

Генная инженерия

Секвенирование и модификация ДНК

Медицина

Доставка лекарственных препаратов и генов внутрь клетки, использование ферментов и микроорганизмов при производстве сложных лекарств, синтез новых антибиотиков, диагностика и микро-/нанохирургия, разработка биосовместимых поверхностей контакта и материалов для протезирования и имплантации

Сельское хозяйство

Получение новых штаммов микроорганизмов, новые методы селекции растений и животных (включая клонирование)

Пищевая промыш­ленность

Создание новых методов переработки и хранения пищевых продуктов, синтез белка одноклеточными организмами

Химическая про- мышленность

Новые эффективные катализаторы, мембранные технологии

Контроль за состоянием окружающей среды

Совершенствование методов тестирования и мониторинга, средств детектирования и борьбы с химическим и биологическим оружием, технологии переработки и утилизации отходов

Энергетика

Новые виды топлива, способы его получения, хранения и использования

Наноэлектроника

Сенсорика, биочипы, информационные технологии

Материаловедение

Выщелачивание руд, биосинтез, биоразложение