Forfattere
Nanomaterialer er bittesmå partikler, der er fremstillet ved at nedbryde bulkprodukter eller ved at gruppere atomer, så de danner små ting, der kaldes nanopartikler. Nanopartikler har en størrelse på 1-100 nm, så en person kan kun se dem med et kraftigt mikroskop, da de er mindre end bredden på et enkelt hår! Nanopartikler er byggestenene i nanoteknologi, som er en videnskab, der bruges til at fremstille mange ting i vores dagligdag, f.eks. vores elektroniske gadgets, landbrugskemikalier og medicin. Nanomaterialer kan have forskellige former, f.eks. kugler, ledninger og stænger. De kan være flade eller have mange dimensioner. Forskere kan fremstille nanomaterialer af kulstof, metal eller plast og give nanomaterialet særlige egenskaber som at lede elektricitet, absorbere lys eller endda skifte farve. Disse unikke egenskaber gør hver type nanomateriale anvendelig til forskellige opgaver. Størrelsen, formen og typen af nanomateriale kan ses ved hjælp af mange forskellige laboratoriemetoder.
Nanomaterialer har eksisteret i rigtig lang tid – de er endda ældre end dine tipoldeforældre! De blev brugt første gang i det 4. århundrede, hvilket er omkring 1.700 år siden. Det allerførste nanomateriale var en glaskop, der kunne skifte farve afhængigt af lyset. Bægeret indeholdt bittesmå partikler af sølv, guld og kobber [1]. I dag bruges nanomaterialer stadig i mange ting, så det er godt at forstå, hvad de er, og hvordan de fremstilles.
Nanomaterialer er bittesmå partikler, der har lag som et løg: en kerne, et overfladelag og et skallag (figur 1A). De er virkelig små med størrelser fra 1 til 100 nanometer (nm, 1 nm er en milliardtedel af en meter). Nanomaterialer kan fremstilles på to måder: ved at nedbryde større genstande til bittesmå stykker eller ved at samle meget små stykker, f.eks. atomer, og danne nanopartikler (Figur 1B). Disse to måder at fremstille nanomaterialer på kan ske naturligt, f.eks. under vulkanudbrud eller skovbrande, eller på grund af menneskelige aktiviteter, f.eks. bilkørsel eller brug af brændstof [2].
Nanomaterialer er som små byggesten, der bruges inden for nanoteknologi… næsten som nanobotterne i filmen Big Hero 6! De findes i ting, som vi bruger hver dag, f.eks. gødning til landbruget, medicinsk udstyr, medicin og endda elektronik som mobiltelefoner [3]. De nanomaterialer, der bruges i landbruget, er med til at sikre, at gødningen ikke nedbrydes for hurtigt. Dem, der bruges i medicin, er superfølsomme over for forholdene i menneskekroppen og hjælper medicinen med at komme præcis derhen, hvor den skal i vores kroppe.
Vidste du, at nanomaterialer er så bittesmå, at de er 10.000 gange mindre end diameteren på et enkelt hårstrå? De er så små, at vi måske ikke kan se dem med vores øjne, så vi har brug for særlige værktøjer til at se dem. De to meget unikke værktøjer, som forskerne bruger til at se disse bittesmå nanomaterialer tæt på: transmissionselektronmikroskopi (TEM) og dynamisk lysspredning(DLS). TEM hjælper os med at se størrelsen på de enkelte nanopartikler, mens DLS viser os, hvor store eller små nanopartiklerne er, når de klæber sammen og danner klynger i antal [4]. DLS kan også fortælle os, om nanomaterialer har en positiv eller negativ ladning på deres ydre lag. Denne ladning er vigtig, fordi den kan påvirke deres klyngedannelse, og den kan fortælle os, om nanomaterialer kan lide eller ikke lide at sætte sig fast på celler eller organismer [5].
Nanomaterialer har forskellige størrelser og former, hvilket kan ses med TEM. Vi kan se, at nano-kobberoxid-nanopartikler (figur 2A) er større end nanodiamanter (figur 2B). Den største nano-kobberoxidpartikel er 31 nm, mens de største nanodiamanter er 7 nm. Det betyder, at nano-kobberoxid er næsten fire gange større end nanodiamanter!
Nanomaterialer findes også i mange former og dimensioner. Der findes fire forskellige slags dimensioner: 0-D, 1-D, 2-D og 3-D (hvor D står for dimensioner) [3]. Et eksempel på 0-D ville være en lille prik, som kvantepunkt-nanomaterialer (de kan være fluorescerende, næsten som om de kan lyse!); 1-D ville være en lige linje, som nanostænger; 2-D ville være en firkant/rektangel, som nanoskiver; og 3-D ville være to eller flere strukturer, der er sat sammen (figur 3).
Andre former for nanomaterialer omfatter stjerner, terninger og cylindre [2]. Nanosheets findes i hårfarve; nanorør og nanosfærer findes i makeup og lotion [6]; og nanodiamanter bruges i medicinsk udstyr.
Nanomaterialernes former og størrelser giver anledning til unikke egenskaber, som omfatter evnen til at lede elektricitet, fange lys, om det er stærkt eller svagt, og dets magnetiske styrke [2]. Nu ved du, at nanomaterialer kan komme i alle former og størrelser, men hvad er de lavet af?
Nanomaterialer kan fremstilles af fire forskellige typer materialer: kulstof, organiske stoffer, uorganiske stoffer eller kompositter [3].
Kulstof er et kemisk grundstof, som findes i alle levende organismer. To forskellige slags kulstofnanomaterialer er grafen [3] og nanodiamanter. Grafen findes i blyanten, som er det, vi bruger til at skrive/tegne med hver dag! Nanodiamanter har en særlig form, der kaldes tetraedrisk, hvilket betyder, at de ligner små pyramider. De er meget stærke, og derfor bruges nanodiamanter ofte i hospitalsudstyr, som hjælper lægerne med at se ind i vores kroppe.
Organiske stoffer er stoffer, der har kulstofatomer, typisk bundet til brintatomer, og som også kan indeholde andre elementer som ilt, kvælstof, svovl og andre. Det er en bred kategori af stoffer, der omfatter alt fra simple molekyler som metangas (CH4 ) til komplekse strukturer som proteiner og DNA. Organiske nanomaterialer omfatter lipider og miceller [3, 7], som kan findes i lækkerier som cremer, chokolade og kager.
Uorganiske stoffer ikke har kulstofatomer. Metaller, metaloxider og halvledere kan bruges til mange forskellige formål [3]. Metaller består kun af én slags materiale/element, f.eks. kobber eller zink. Metaloxider, som er metaller, der er bundet til iltmolekyler, omfatter kobberoxid og zinkoxid. Disse nanomaterialer kan have forskellige dimensioner, enten 0-D, 1-D, 2-D eller 3-D. Endelig er halvledere interessante, da de kan have en superstærk magnetisk kraft, ingen magnetisk kraft eller en lille smule magnetisk kraft. Halvledere bruges ofte i elektroniske apparater [3].
Kompositter er kombinationer af forskellige slags nanopartikler [3]. Nogle sammensatte nanomaterialer er lavet af metal, nogle er lavet af keramik, og andre kan være lavet af en særlig slags plastik kaldet polymerer. De findes f.eks. i støvsugere og telefoncovers.
Nanomaterialer bruges i ting, som vi bruger hver dag, og de hjælper ofte disse ting med at fungere endnu bedre. Men selv om de nogle gange hjælper os, kan nanopartikler i andre tilfælde skabe problemer for andre organismer.
Rejer er vandlevende dyr med et hårdt overtræk på kroppen, et såkaldt exoskelet, som de kan fjerne, når det bliver for småt for dem. De kan leve i ferskvand eller saltvand og er vigtige i miljøets fødenet. Vi ville finde ud af, hvordan nanomaterialer som nano-kobberoxid og nanodiamanter påvirker de rejer, der lever i ferskvandsfloder. Vores undersøgelse viste, at disse nanomaterialer fik rejerne til at trække vejret hurtigere og opføre sig anderledes, end de normalt gør. Det betyder, at rejerne blev stressede. Så når disse nanomaterialer slippes ud i vandet af mennesker, kan de skade andre levende organismer, som f.eks. rejer og fisk, der lever i vandet.
Nanomaterialer bruges til at gøre vores liv bedre, men når de bortskaffes forkert, kan de have dårlige virkninger på dyr, der lever på land eller i vand. Så selv om de er gavnlige for os, skal vi være ekstra forsigtige med dem. Brugen af nanomaterialer skal være “perfekt afbalanceret, som alle ting bør være”-Thanos: Avengers Infinity War.
Nanomaterialer: Meget små partikler, der er for små til at kunne ses, og som bruges til at fremstille hverdagsting.
Nanopartikler: Bittesmå molekyler, der er byggesten til nanomaterialer.
Nanoteknologi: En videnskab, der bruger nanopartikler til at skabe mange nye ting, der kan hjælpe os.
Transmissionselektronmikroskopi: En særlig type superkraftigt mikroskop, der bruges til at se bittesmå strukturer.
Dynamisk lysspredning: Et værktøj, der bruger lys til at hjælpe forskere med at finde ud af, hvor store molekyler er.
Organiske stoffer: Materialer fra levende ting, såsom planter eller dyr.
Uorganiske stoffer: Materialer lavet af ikke-levende ting, som f.eks. metal eller luft.
Kompositter: Materialer fremstillet af to eller flere partikler.
[1] Heiligtag, F. J., og Niederberger, M. 2013. Den fascinerende verden af nanopartikelforskning. Mater. Today 16:262-71. doi: 10.1016/j.mattod.2013.07.004
[2] Dolez, P. I. 2015. “Nanomaterials definitions, classifications, and applications”, i Nanoengineering Global Approaches to Health and Safety Issues, red. P. I. Dolez (Amsterdam: Elsevier). s. 1-33.
[3] Mekuye, B., og Abera, B. 2023. Nanomaterialer: en oversigt over syntese, klassificering, karakterisering og anvendelser. Nano Select. 4:486-501. doi: 10.1002/nano.202300038
[4] Joshi, R., Khandelwal, A., Shrivastava, M. og Singh, S. D. 2020. “Karakterisering af nanomaterialer ved hjælp af forskellige teknikker”, i Soil Analysis: Recent Trends and Applications, eds. A. Rakshit, S. Ghosh, S. Chakraborty, V. Philip og A. Datta (Singapore: Springer). s. 187-98.
[5] Botha, T. L., Elemike, E. E., Horn, S., Onwudiwe, D. C., Giesy, J. P. og Wepener, V. 2019. Cytotoksicitet af Ag-, Au- og Ag-Au-bimetalliske nanopartikler fremstillet ved hjælp af planteekstrakt fra gyldenris (Solidago canadensis). Sci. Rep. 9:4169. doi: 10.1038/s41598-019-40816-y
[6] Cardoza, C., Nagtode, V., Pratap, A. og Mali, S. N. 2022. Nye anvendelser af nanoteknologi inden for kosmeceutisk sundhedsvidenskab: seneste opdateringer. Health Sci. Rev. 4:100051. doi: 10.1016/j.hsr.2022.100051
[7] Romero, G., og Moya, S. E. 2012. “Syntese af organiske nanopartikler”, i Frontiers of Nanoscience: Nanobiotechnology Inorganic Nanoparticles vs Organic Nanoparticles, eds. J. M de la Fuente og V. Grazu (Oxford: Elsevier). s. 115-41.
Forbrændinger er almindelige skader, der opstår, når varme, varme væsker, kemikalier, elektricitet eller endda solen beskadiger huden. Nogle forbrændinger er milde, som f.eks. solskoldning, mens andre kan være så alvorlige, at de beskadiger muskler, knogler eller endda organer. Mens de fleste forbrændinger er smertefulde, kan de mest alvorlige faktisk være smertefri, fordi de ødelægger nerverne. Forbrændinger svækker også hudens naturlige barriere, hvilket øger risikoen for infektion. Kroppen heler forbrændinger i tre faser, men dybere forbrændinger tager længere tid at komme sig over og kan efterlade permanente ar. Behandlingen afhænger af sværhedsgraden – nogle forbrændinger kan køles med vand, mens andre kræver akut lægehjælp. Denne artikel undersøger, hvad der forårsager forbrændinger, hvordan de klassificeres, og hvordan de heler, hvilket hjælper børn og deres omsorgspersoner med at forstå, hvordan man forebygger, håndterer og kommer sig efter disse skader.
…
Forestil dig dine knogler som fundamentet i et hus – de holder ikke kun din krop oprejst, men beskytter også dine organer og hjælper endda med at producere blodceller. Knogler består af en kombination af kollagen, som giver dem fleksibilitet, og mineraler som calcium, som giver dem styrke, og de spiller en afgørende rolle i kroppen. Vidste du, at dine tænder også er afhængige af stærke knogler? Alveolærknoglen, som støtter dine tænder, skal forblive sund for at sikre, at dit smil forbliver stabilt. Inde i knoglerne findes der specielle celler: osteoblaster opbygger ny knogle, mens osteoklaster “nedbryder” den gamle knogle. Når disse celler er ude af balance, kan der opstå knogletab omkring tænderne, som det ses ved parodontitis, en almindelig mundsygdom hos voksne. For at forebygge parodontitis er det afgørende at opretholde god mundhygiejne, en sund kost og en afbalanceret livsstil. Disse ting øger chancerne for, at dine knogler og tænder forbliver stærke og beskyttede gennem hele dit liv.
…
Bæredygtigt udviklingsmål 8: Anstændigt arbejde og økonomisk vækst har til formål at hjælpe mennesker med at få sikre og retfærdige jobs og tjene nok penge til at forsørge deres familier og lokalsamfund. Dette mål handler om at hjælpe virksomheder med at vokse på en bedre måde og behandle arbejdstagere retfærdigt. At skabe et nyt produkt, hæve eller sænke arbejdstagernes lønninger eller ændre måden, hvorpå arbejdet udføres, indebærer risikable beslutninger, som virksomhedsejere skal overveje. I øjeblikket er et stort spørgsmål, om virksomhederne skal holde fast i traditionelle metoder eller investere i smarte robotter og kunstig intelligens, som kan hjælpe dem med at arbejde hurtigere og bedre. Disse valg kan se enkle ud, men de har vigtige konsekvenser: hvor mange mennesker der får arbejde, hvilken slags arbejde de udfører, og endda hvor meget penge de tjener. I denne artikel vil vi undersøge, hvordan teknologi kan forandre den måde, mennesker arbejder på, og hvordan forskere kan bruge matematiske modeller til at få et indblik i, hvordan fremtidens arbejdspladser kan komme til at se ud.
…
Alle føler sig bange nogle gange, men når en frygt bliver så stærk, at den forhindrer os i at gøre ting, vi gerne vil eller skal, og forstyrrer vores dagligdag, kan det betragtes som en fobi. At være bange for skræmmende ting, som højder, havet eller rotter, er godt og vigtigt for overlevelsen, men for meget frygt kan være skadelig og forårsage psykisk eller fysisk lidelse. Fobier udvikles på grund af mange faktorer. En faktor er genetik, hvilket betyder, at fobier kan nedarves i familien. Fobier kan også skyldes miljømæssige påvirkninger, såsom særligt skræmmende oplevelser. Derudover kan fobier opstå på grund af noget, der kaldes frygtkonditionering, hvor hjernen lærer at forbinde noget harmløst med en følelse af fare. Fobier kan endda udvikle sig ved at se en anden være bange for noget ( ). I denne artikel diskuterer vi nogle af de måder, hvorpå en fobi kan udvikle sig, og hvordan de kan behandles.
…