Наукоёмкие технологии. Биотехнологии и их применение в нар. хозяйстве. Лазерные технологии и их применение внар. хоз-ве. Нанотехнолгиии и их применение в нар. хоз-ве

Также они доставляют нужные лекарства именно в нужное место, не воздействуя на остальные части организма и не отторгаются его защитными системами. Теоретически нанотехнологии способны обеспечить человеку физическое бессмертие, за счет того, что наномедицина сможет бесконечно регенерировать отмирающие клетки. По прогнозам журнала Scientific American уже в ближайшем будущем появятся медицинские устройства, размером с почтовую марку. Их достаточно будет наложить на рану. Это устройство самостоятельно проведет анализ крови, определит, какие медикаменты необходимо использовать и впрыснет их в кровь. В области биологии станет возможным «внедрение» в живой организм на уровне атомов. Последствия могут быть самыми различными - от «восстановления» вымерших видов до создания новых типов живых существ, биороботов.
6. Нанотехнологии в сельском хозяйстве
Нанотехнологии способны произвести революцию в сельском хозяйстве. Молекулярные роботы способны будут производить пищу, заменив сельскохозяйственные растения и животных. К примеру, теоретически возможно производить молоко прямо из травы, минуя промежуточное звено - корову. Подобное «сельское хозяйство» не будет зависеть от погодных условий и не будет нуждаться в тяжелом физическом труде. А производительности его хватит, чтобы решить продовольственную проблему раз и навсегда.
Система технологии культивирования клеток в биотехнологии
Существует 2 основных системы культивирования клеток.
1. Непроточные культуры - тип культур, в котором клетки вводят в фиксированный объем среды. По мере роста клеток происходит использование питательных веществ и накопление метаболитов, поэтому среда должна периодически меняться, что приводит к изменению клеточного метаболизма, называемого еще и физиологической дифференцировкой. Со временем, в результате истощения среды происходит прекращение пролиферации клеток.
Увеличить продолжительность жизни непроточных культур можно несколькими способами:
прерывистый (часть культуры заменяется равным объемом свежей среды);
постоянный (объем культуры увеличивается с постоянной низкой скоростью, а небольшие порции клеток периодически удаляются);
перфузионный (осуществляется постоянное поступление свежей среды в культуру и одновременное удаление равного объема использованной (бесклеточной) среды).
Перфузия может быть открытой, когда из системы удаляется вся среда, и закрытой, когда удаляемая среда проходит через дополнительный сосуд, где восстанавливается ее рН и осуществляется аэрирование, и возвращается в культуральный сосуд.
Все системы непроточных культур характеризуются накоплением отходов в той или иной форме и непостоянством внешних условий.
2. Проточные культуры обеспечивают истинные гомеостатические условия без изменения концентрации питательных веществ и метаболитов, а также числа клеток. Гомеостаз обусловлен постоянным вхождением среды в культуру и одновременным удалением равного объема среды с клетками. Такие системы пригодны для суспензионных культур и монослойных культур на микроносителях.
Существует 2 крупных направления в культивировании животных клеток:монослойные культуры и суспензионные культуры.
Суспензионные культуры предпочтительнее с точки зрения увеличения выхода клеток.
Монослойные культуры также обладают рядом преимуществ:
1. Легко провести полную замену среды и промыть клетки перед добавлением свежей питательной среды. Это важно в тех случаях, когда рост клеток идет в одних условиях, а наработка продукта в других условиях, например при переносе клеток из среды с сывороткой в бессывороточную среду. Можно также полностью удалять нежелательные компоненты.
2. Позволяют обеспечить высокую плотность клеток.
3. У многих клеток экспрессия требуемого продукта идет эффективнее, если клетки прикреплены к субстрату.
4. Монослойные культуры могут быть использованы для любого типа клеток, что обеспечивает наибольшую гибкость исследований.
5. В некоторых случаях, например для распространения вирусов, требуются тесные межклеточные контакты.
Недостатками монослойных культур являются:
требования большого пространства;
возрастание стоимости и трудоемкости при увеличении масштаба;
недостаточно эффективный контроль, обусловленный трудностями отбора пробы;
сложности в определении и контролировании рН, концентрации кислорода.
Необходимо отметить, что применение микроносителей устраняет эти недостатки. Существует много различных разновидностей этого способа культивирования. Рассмотрим три основных направления (рис. 1):

Рисунок 1. Основные способы культивирования клеток
1. Культивирование в плоских флаконах (матрацах).
2. Культивирование во вращающихся бутылях, когда в каждый момент времени 1520% поверхности бутыли покрыто питательной средой, а клетки находятся попеременно то в среде, то в воздухе.
3. Культивирование в колонках на микроносителях, в качестве которых выступают плотно упакованные, не смещающиеся стеклянные бусы диаметром 35 мм, стопка пластин и др., а питательная среда омывает их, протекая сверху вниз.
Заключение
Подводя итоги, можно сделать следующие выводы.
Наукоемкие технологии являются на сегодняшний день основной движущей силой развития экономики как в масштабах отдельно взятой страны или группы стран, так и в мировом масштабе.
Характерными особенностями наукоемких отраслей, определяющими их роль в экономике в целом, являются: темпы роста, в 3-4 раза превышающие темпы роста прочих отраслей хозяйства; большая доля добавленной стоимости в конечной продукции; повышенная заработная плата работающих; крупные объемы экспорта и что особенно важно, высокий инновационный потенциал, обслуживающий не только обладающую им отрасль, но и другие отрасли экономики, порождающий «цепную реакцию» нововведений в национальном и мировом хозяйстве. Кроме того, наукоемкие отрасли являются приоритетным полем деятельности малых и средних фирм, а также основным объектом вложений рискового капитала.
В ХХI веке дальнейшее развитие наукоемких технологий, их проникновение во все отрасли производства и услуг, в повседневный быт людей является столбовой дорогой научно-технического и экономического прогресса. Ни одна страна, претендующая на заметную роль на мировой арене и стремящаяся к обеспечению экономического роста, повышению уровня и продолжительности жизни своих граждан, не сможет решить этих задач без концентрации усилий на совершенствовании, укреплении и максимально эффективном использовании своего научно-технического потенциала.
Список литературы
Бекер М.Е., Лиепиньш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. – М.: Агропромиздат, 1990. – 334с.
Белоконева О. Технология XXI века в России. Быть или не быть? // Наука и жизнь. – 2001. – №1. – С.3-8
Берзин И., Яцимирский А.К. Биотехнология и ее перспективы.— М.: Знание, 1986.— 62с.
Брюннер В., Юнге К. Справочник по лазерной технике. / Под ред. А.П.Напартовича. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 275 с.
Вареев Г.А., Барышев В.П. Опыт применения лазерных аппаратов «Ланцет» в хирургической практике // Медицинская техника. – №1. – 2002. – С.41 – 43
Введение в нанотехнологию : пер. с яп. / Кобаяси Н. ; пер. Хачоян А.В.; ред. пер. Патрикеев Л. Н. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 134с.
Глазьев С.Ю. Перспективы высокотехнологичных отраслей в условиях присоединения к ВТО // Материалы конференции третьего международного Форума “Высокие технологии оборонного комплекса”. – М.: ВК ЗАО “Экспоцентр”, 2002 – с. 20–22.
Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов. – М.: Мир, 1986. – 504с.
Егоров Н.С. Биотехнология. – М.: Высш школа, 1987. – 159с.
Ратнер М., Ратнер д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи: Пер. с англ.— М.: Издательский дом Вильямсх.— 240с.
Сироткин О.С. Роль государства в создании конкурентоспособных наукоемких корпораций / Материалы конференции “Инвестиционные проекты и технологии”. – М.: ВК ЗАО “Экспоцентр”, 2002 – с. 29–32.
Федоров Б.Ф. Лазеры: Основы устройства и применение. – М.: Изд-во ДОСААФ СССР, 1988. – 189с.
Эвелто О. Принципы лазеров.— М.: Аврора, 1990. – 464с.
Сироткин О.С. Роль государства в создании конкурентоспособных наукоемких корпораций / Материалы конференции “Инвестиционные проекты и технологии”. – М.: ВК ЗАО “Экспоцентр”, 2002 – с. 29–32.
Глазьев С.Ю. Перспективы высокотехнологичных отраслей в условиях присоединения к ВТО // Материалы конференции третьего международного Форума “Высокие технологии оборонного комплекса”. – М.: ВК ЗАО “Экспоцентр”, 2002 – с. 20–22.
Белоконева О. Технология XXI века в России. Быть или не быть? // Наука и жизнь. – 2001. – №1. – С.3-8
Белоконева О. Технология XXI века в России. Быть или не быть? // Наука и жизнь. – 2001. – №1. – С.3-8
Егоров Н.С. Биотехнология. – М.: Высш школа, 1987. – 159с.
Бекер М.Е., Лиепиньш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. – М.: Агропромиздат, 1990. – 334с.
Брюннер В., Юнге К. Справочник по лазерной технике. / Под ред. А.П.Напартовича. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 275 с.
Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов. – М.: Мир, 1986. – 504с.
Федоров Б.Ф. Лазеры: Основы устройства и применение. – М.: Изд-во ДОСААФ СССР, 1988. – 189с.
Эвелто О. Принципы лазеров.— М.: Аврора, 1990. – 464с.
Ратнер М., Ратнер д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи: Пер. с англ.— М.: Издательский дом Вильямсх.— 240с.
Введение в нанотехнологию : пер. с яп. / Кобаяси Н. ; пер. Хачоян А.В.; ред. пер. Патрикеев Л. Н. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 134с.
Бекер М.Е., Лиепиньш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. – М.: Агропромиздат, 1990. – 334с.









2