Reklama.
Reklama.
Reklama.
To nieprawda, że w Polsce nie ma wysokich technologii. Rynek nanocząsteczek jest u nas już wart prawie 400 mln złotych
Nano z greckiego oznacza karła, ale dziś potocznie i naukowo określa się tak wszystko, co mniejsze jest od miniatur. Nanotechnologie to przyszłość - już dziś ich użycie w kosmetyce pozwala lepiej wnikać odżywczym substancjom w skórę, w przemyśle – szybciej dokonywać katalizy, w medycynie – skuteczniej docierać lekom do celu. Co ważne, polscy naukowcy mają istotny udział w rozwoju tych rzeczy.
Reklama.
Zaledwie kilka dni temu naukowcy z Międzyresortowego Instytutu Techniki Radiacyjnej (MITR) Politechniki Łódzkiej pochwalili się, iż udało im się opracować metodę otrzymywania nanocząstek złota za pomocą ultradźwięków. W przyszłości owe nanocząstki mogą mieć swoje zastosowanie w w diagnostyce i terapii nowotworowej.
Jak to powstaje
W powszechnym przekonaniu nanocząsteczki uzyskuje się poprzez rozbicie większej materii. I faktycznie naukowcy tak robią - metoda ta zwana „od góry (top down)”, jest niestety dość skomplikowana i dość droga. Zwykle cząsteczki na skutek mielenia osiągają średnicę mikro, a nie nanometrów, więc są za duże.
W powszechnym przekonaniu nanocząsteczki uzyskuje się poprzez rozbicie większej materii. I faktycznie naukowcy tak robią - metoda ta zwana „od góry (top down)”, jest niestety dość skomplikowana i dość droga. Zwykle cząsteczki na skutek mielenia osiągają średnicę mikro, a nie nanometrów, więc są za duże.
Aby osiągnąć mniejsze, trzeba by zastosować metodę "od dołu" (bottom-up), która polega na łączeniu pojedynczych atomów. Niestety, jak dotąd taka metoda budowania nanocząstek złota wymagała użycia wielu odczynników chemicznych. Ale co jeśli chcemy potem użyć takiej nanocząstki, jako biomateriału np. do produkcji leku? Przecież nie można jej zastosować jeśli zawiera resztki chemikaliów. Należałoby ją jeszcze oczyścić.
– Jak zatem widać, procedura jest skomplikowana, czasochłonna, a więc i nie najtańsza – tłumaczy prof. Piotr Ulański z Międzyresortowego Instytutu Techniki Radiacyjnej Wydziału Chemicznego Politechniki Łódzkiej. – I dlatego ultradźwięki byłyby tu bardziej wskazane. One nie wymagają użycia dodatkowych odczynników, zatem nie zanieczyszczają cząstek, a też tworzą je metodą „od dołu”, czyli zaczynając od jonów za pomocą syntezy sonochemicznej (ultradźwiękowej).
Po co nam te karły?
Nanocząsteczki i nanomateriały to przyszłość m.in. medycyny, o czym prof. Ułański przekonuje na swoich wykładach. – Od kilku lat próbuje się budować pojedyncze cząsteczki chemiczne, które wyglądają i zachowują się jak takie mini samochodziki, mini roboty – opowiadał. – Mają nawet molekularny silnik, karoserię i kółka z atomów boru i węgla. Te ostatnie właśnie jak koła auta mogą się obracać wokół swoich wiązań. Paliwem dla nich jest światło, które je napędza, wprawia w ruch.
Nanocząsteczki i nanomateriały to przyszłość m.in. medycyny, o czym prof. Ułański przekonuje na swoich wykładach. – Od kilku lat próbuje się budować pojedyncze cząsteczki chemiczne, które wyglądają i zachowują się jak takie mini samochodziki, mini roboty – opowiadał. – Mają nawet molekularny silnik, karoserię i kółka z atomów boru i węgla. Te ostatnie właśnie jak koła auta mogą się obracać wokół swoich wiązań. Paliwem dla nich jest światło, które je napędza, wprawia w ruch.
Te nanoroboty w przyszłości mają być wykorzystywane do leczenia ludzkiego organizmu. A ponieważ są mobilne, to mogą dotrzeć do jego najgłębszych zakamarków, mogą też przetransportować do tych zakamarków różne substancje, np. leki właśnie.
– My jeszcze tego nie potrafimy – przyznaje prof. Ulański.
Polimerową klatkę zwaną nanożelem można wypełnić np. izotopami promieniotwórczymi. Jeśli te dotrą do komórek rakowych, mogą na nie działać niczym radioterapia, z tym że docelowo, ściśle na chore komórki, omijając zdrowe. Na razie jeszcze naukowcy muszą się dowiedzieć, jak sprawić, aby nanocząstki trafiały do celu, omijając po drodze inne komórki.
Oczywiście już wiadomo, że jest to do zrobienia, jeśli tylko dobierze się odpowiednie białko, mające zdolność selekcji komórek i wyboru tych właściwych. Białko takie przyczepiałoby się do klatki i wysyłało takiego wyposażonego w izotop promieniotwórczy tragarza w drogę.
– W wielu krajach prowadzi się już badania nad zastosowaniem nanocząstek w terapii genowej – opowiada prof. Piotr Ulański. Jak dodaje, miałyby one transportować dobre geny do komórek genetycznie uszkodzonych, gdzie te prawidłowe mogłyby w komórkach podejmować normalne działanie.
Ciekawą właściwością polimerów, o których mowa, jest to, że potrafią one pokonać bariery - czyli "strażników", jakich ma każda komórka. Strażnicy bronią wejścia do niej niepożądanym gościom, ale odpowiednio przygotowane nanocząstki wchodzą nawet bez zaproszenia. Wygląda więc na to, że w medycynie pracy dla nich nie zabraknie.
Kariera nanotechnologii
Eksperci od struktur nano wróżą swoim wychowankom spektakularną karierą. Otworem stoi dla nich branża elektroniczna, w której miniaturyzacja jawi się priorytetowo, a nanocząsteczki są liderami w tworzeniu struktur mających w niej zastosowanie. Dostaną też pracę w optoelektronice (materiały na ekrany i wyświetlacze), w branży drukarskiej, do bardzo precyzyjnego nanoszenia tuszu, w przemyśle chemicznym, do przyspieszania reakcji katalizy i tworzenia np. superodpornych, a niemal niewidocznych powłok lakierniczych, a także w branży kosmetycznej, rolniczej, spożywczej, i wielu, wielu innych.
Eksperci od struktur nano wróżą swoim wychowankom spektakularną karierą. Otworem stoi dla nich branża elektroniczna, w której miniaturyzacja jawi się priorytetowo, a nanocząsteczki są liderami w tworzeniu struktur mających w niej zastosowanie. Dostaną też pracę w optoelektronice (materiały na ekrany i wyświetlacze), w branży drukarskiej, do bardzo precyzyjnego nanoszenia tuszu, w przemyśle chemicznym, do przyspieszania reakcji katalizy i tworzenia np. superodpornych, a niemal niewidocznych powłok lakierniczych, a także w branży kosmetycznej, rolniczej, spożywczej, i wielu, wielu innych.
W Polsce technologie nano to wciąż młoda branża, ale są już firmy, które z powodzeniem rozwijają się na nich właśnie bazując. Miesiąc temu pisaliśmy o firmie INWEX z Kielc, która wykorzystuje nanocząsteczki w dermokosmetyce oraz wzbogaca nimi suplementy diety. Inna polska firma Nanolaboratory Nanets używa ich do produkcji supernawilżających ciało kosmetyków.
Z kolei dwóch łódzkich profesorów, jeden specjalista od chemii, drugi od fizyki, Grzegorz Celichowski oraz Jarosław Grobelny, w 2012 r. założyło firmę całkowicie nanotechnologiom poświęconą o nazwie NAPI (Nanoparticles Innovation). Specjalizuje się w badaniach nad wytwarzaniem, charakteryzowaniem i modyfikowaniem nanocząstek metali szlachetnych.
Polskie nano coraz lepsze
Na swoich stronach internetowych Wrocławskie Centrum Badań podkreśla, że „rozwój nanotechnologii w Polsce jest coraz bardziej dynamiczny” oraz że „w Polsce mamy ponad 50 firm zajmujących się nanotechnologią lub stosującą ją do produkcji swoich wyrobów. Prym wiodą branża budowlana oraz kosmetyczna”. W wielu miejscach w Polsce powstają klastry poświęcone rozwojowi nanotechnologii, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego opracowało nawet specjalną strategię na rzecz rozwoju nanonauki i nanotechnologii. W uczelnianych laboratoriach co i raz pojawiają się odkrycia, które bazują na cząsteczkach nano.
Na swoich stronach internetowych Wrocławskie Centrum Badań podkreśla, że „rozwój nanotechnologii w Polsce jest coraz bardziej dynamiczny” oraz że „w Polsce mamy ponad 50 firm zajmujących się nanotechnologią lub stosującą ją do produkcji swoich wyrobów. Prym wiodą branża budowlana oraz kosmetyczna”. W wielu miejscach w Polsce powstają klastry poświęcone rozwojowi nanotechnologii, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego opracowało nawet specjalną strategię na rzecz rozwoju nanonauki i nanotechnologii. W uczelnianych laboratoriach co i raz pojawiają się odkrycia, które bazują na cząsteczkach nano.
Jak szybko rozwija się branża nanotechnologii w naszym kraju, dobrze pokazują statystyki GUS z 2013 r. Główny Urząd Statystyczny ukazuje zmiany jakie zaszły w tej branży na przestrzeni zaledwie roku.
2013 r. liczba przedsiębiorstw, które wykazały działalność nanotechnologiczną wyniosła 71, tj. o 23 podmioty więcej niż przed rokiem (wzrost o 48 proc.).
2013 r., podobnie jak w roku poprzednim, dominującym obszarem wykorzystywanym w dziedzinie nanotechnologii były nanomateriały, a liczba przedsiębiorstw stosujących je zwiększyła się w skali roku o połowę.
Działalność badawczą i rozwojową w dziedzinie nanotechnologii prowadziło w 2013 r. 149 podmiotów (z tego 50 przedsiębiorstw).
Nakłady wewnętrzne poniesione przez przedsiębiorstwa na działalność nanotechnologiczną wyniosły 225,5 mln zł i były wyższe o 63,8 mln zł niż w 2012 r. (wzrost o 39 proc.).
Ze sprzedaży wyrobów nanotechnologicznych przedsiębiorstwa uzyskały kwotę w wysokości 383,5 mln zł; (37,5 proc. więcej niż w 2012 r.).
Nakłady wewnętrzne poniesione na działalność B+R w dziedzinie nanotechnologii wyniosły 283,1 mln zł i były o połowę niższe w stosunku do 2012 r.
Nakłady zewnętrzne na działalność badawczą i rozwojową w dziedzinie nanotechnologii wyniosły 20,6 mln złotych.
Wygląda więc na to, że jeśli ktoś szuka branży z przyszłością, w którą warto byłoby zainwestować, z pewnością oprócz sektora kosmicznego, powinien rozważyć także nanotechnologię.
Reklama.
Prof. Piotr UłańskiAle za to potrafimy budować nanocząstki z polimerów – to tak jakby wiązać długie łańcuchy w słupełki i tworzyć z nich coś w rodzaju małej klatki. W środku tej klatki lub na jej powierzchni można umieścić różne substancje, a następnie wysłać je w drogę np. do komórki nowotworowej.