Auszüge…
Zivile Sicherheit
Zum Bereich Zivile Sicherheit zählen Maßnahmen, die zum Schutz von Menschen, Infrastrukturen oder Organisationen gegen kriminelle oder terroristische Aktivitäten, in Katastrophenfällen, aber auch bei Unfällen im privaten oder öffentlichen Umfeld ergriffen werden. Dazu gehören digitale Kommunikations- und intelligente Informationsmanagementsysteme, Navigations-, Beobachtungs- und Ortungstechnologien, Sensoren für die Detektion gefährlicher Substanzen sowie Schutztechnik und -ausrüstung.
Durch Nanostrukturierung können elektronische Systeme leistungsfähiger werden, wodurch Daten und Informationen schneller erfasst, weitergegeben und ausgewertet werden können. Nanoelektronische Bauelemente erlauben einen energiesparenden mobilen Betrieb von Kommunikationssystemen, ultrapräzise optische Kamerasysteme helfen bei der automatischen Feststellung von Gefahrenpotenzialen und quantenkryptografische Verschlüsselung ermöglicht den sicheren Datentransfer. Mobile oder stationäre Detektionssysteme auf Basis funktionalisierter Nanomaterialien werden zum Nachweis gefährlicher oder verbotener Substanzen eingesetzt. Speziell bei der Weiterentwicklung von miniaturisierten, autonom agierenden Sensoren für die Detektion von chemischen oder biologischen Gefahrstoffen werden Beiträge aus der Nanotechnologie einfließen. Langfristiges Ziel ist es, multisensorische miniaturisierte Detektionssysteme zu entwickeln, die ein breites Einsatzspektrum haben und langlebig und robust sind. Ziel von FuE-Aktivitäten ist auch die Verbesserung der persönlichen Schutzausrüstung von Rettungs- und Einsatzkräften. Dazu zählen unter anderem Filter- und Dekontaminationstechnologien. Beispielsweise werden maßgeschneiderte Filtersysteme für chemische, biologische und nukleare Gefahrstoffe untersucht. Zur Dekontamination gefährlicher Chemikalien oder biologischer Agenzien können selbstreinigende nanostrukturierte Oberflächen mit eingebundenen katalytischen Materialien ergänzend beitragen. Kohlenstoffbasierte polymere Nanokomposite eignen sich für die Herstellung schuss- und stichfester Westen für die Polizei. Materialbezogene Ansätze für Multifunktionswesten werden in der kombinierten Nutzung von Nanofluiden für den Hitzeschutz und automatisierten Sensorsystemen für die Gefahrstoffdetektion oder Personenortung gesehen. Die Verwendung von Nanomaterialien ermöglicht auch Dokumentensicherheit und Plagiatschutz durch die Kennzeichnung von Dokumenten oder Produkten mit fälschungssicheren Sicherheitsmerkmalen. Dazu können nanostrukturierte Interferenzschichten, Quantenpunkte oder Infrarotpigmente für die optische Codierung aufgebracht werden. Alternativ lassen sich spezifische Proteine oder DNA als Kennzeichnungsmaterialien einsetzen.
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Gesundes Leben
Um bedarfsgerechte und sichere nanotechnologische Innovationen für Patientinnen und Patienten auf den Markt bringen zu können, arbeiten Materialentwickler, Chemiker, Physiker und Biologen mit Pharmazeuten, klinischen Forschern, Ärzten sowie Medizinprodukte- und Arzneimittelherstellern eng zusammen. Sie können dabei frühzeitig von den zuständigen Arzneimittelzulassungsbehörden beraten werden. Dementsprechend erfolgreiche Kooperationen sind unter anderem im Rahmen der Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung verwirklicht. Zur Entwicklung neuer Arzneimittel werden Nanomaterialien auch für die Verkapselung von Wirkstoffen eingesetzt, um diese vor vorzeitigem Abbau zu schützen und eine gezielte Freisetzung nur im erwünschten Gewebe zu erreichen (sogenanntes Drug Delivery). Nanoskalige Polymere können so modifiziert und funktionalisiert werden, dass sie zu einer Verbesserung bzw. Erweiterung des Anwendungs- und Leistungsprofils von Arzneimitteln und Medizinprodukten beitragen. Ein Zukunftsfeld stellt die regenerative Medizin dar: Hier wird beispielsweise an der Optimierung von Implantatbeschichtungen und innovativen Verfahren geforscht, die regenerativ Gewebe und Organe heilen oder mittels derer diese ersetzt werden können. Eines Tages könnten beispielsweise personenspezifische Implantate mit funktionalisierten Oberflächen zur Regeneration von Körpergewebe durch dreidimensionales Drucken (3D-Printing) geeigneter Nanomaterialen hergestellt werden. Auch in der Diagnostik kommen nanotechnologische Ansätze zunehmend zum Einsatz. So werden zum Beispiel mit modernen bildgebenden Verfahren neue Ansätze zur frühzeitigen Detektion und Lokalisierung von Tumoren erforscht. Dazu werden in den Körper eingeführte Nanomaterialien zur Steigerung der Nachweisgrenze für die beginnende Tumorentwicklung und verbesserte Ortsauflösung bei der Tumorlokalisation genutzt. .Auch bei der Analyse von Körperflüssigkeiten wie Blut oder Speichel kommen nanotechnologiebasierte Anwendungen vermehrt zum Einsatz Dabei werden messbare Größen wie Gen- oder Stoffwechselprodukte oder das Vorhandensein von Krankheitserregern untersucht.
Quelle:
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