nanotehnologija [compatibility mode]
TRANSCRIPT
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
1/40
Drutvo kemiara i tehnologaPrehrambeno-tehnoloki fakultet, Osijek
Nanotehnologija uprehrambenoj tehnologiji
Vlasta PiliotaSveuilite J. J. Strossmayera u Osijeku,
Prehrambeno-tehnoloki fakultet
F. Kuhaa 20, Osijek
as a. zo a p os. r
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
2/40
"Today we make things at the molecular scale by stirring
to ether molecular arts and cleverl arran in thin s sothey spontaneously go somewhere useful. In the futurewe'll have molecular "hands" that will let us put molecularparts exactly where we want them, vastly increasing the
".
Ralph Merkle
"Danas pravimo stvari na molekularnoj razini
meusobnim mijeanjem dijelova molekule pametnim, , , .spontano negdje (za neto) korisne. U budunosti emoimati "ruke" molekularnih dimenzija koje e namomo uiti staviti di elove molekula tono tamo d e toelimo, poveavajui jako raspon molekularnih strukturakojeemo moi izgraivati."
Ralph Merkle
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
3/40
tehnologija koja se usredotouje na
(materijala), a koja proizlazi iz nano,
manipulaciju anorganske ili ne bioloke
- .
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
4/40
nekadanji profesor Norio Taniguchi
Science University) na meunarodnoj
1974. godine.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
5/40
Termin "nano", koja u grkom jeziku znai" ",10-9 odnosno 1 nanometar = 10-9 m.
Radi usporedbe:- virusi su otprilike veliine 10 nanometara
- raa atomske reetke u silikonu e 0.54 nm
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
6/40
Nanotehnolo i a e usredotoena nakarakterizaciju, izgradnju i manipulacijubiolokih i nanobiolokih struktura manjih od
100 nm, puno manjih nego to ljudsko okomoe vidjeti (normalno ljudsko oko, pri,
20m, 10-6 m).
Utvreno je da strukture ovako malih dimenzija
,mogunosti primjene i umijeanosti koja moguposluitiovjeanstvu.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
7/40
Initiative (2006):
Nanotehnologija je podruje interesa
dimenzija od priblino 1 do 100 nm
od promjera prosjene debljine ljudske
vodika), koja omoguava jedinstveni.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
8/40
Ioni K (kalija) i Na (natrija) su promjera 10 tak nm, i imaju jednu od uloga u ljudskom
organizmu da generiraju nervne impulse.
Veliina molekula eera, amino-kiselina,
hormona i DNA e u nano dimenzi ama.
nano dimenzija.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
9/40
o e se re a sva v organ zam naZemlji egzistira zbog prisustva,
,
ovih nano-struktura.
Nanotehnologija moe imati razliitu korist
u otrebom strukturalnih tvorevina nanorazine, koje imaju fizika, kemijska ibioloka svojstva, i koja su sutinski
z vstruktura.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
10/40
,
tehnologiju nano razine, nanotehnologija,
mjerenje, modeliranje, i manipulaciju.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
11/40
Od nobelovca (1965.)Richard Feynman-"
Room at the Bottom" (1959.), ili Eric" "
ili knjige "Nanosystems" (1997.),
zaintrigiran ogromnim skokom umisterioznu mini aturizaci u.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
12/40
.
godine u svom povijesnom predavanju" "na Kalifornijskom tehnolokom
,ureivati najsitnije strukture atom po
-. .
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
13/40
Drexler i njegovi sljedbenici su predloilimanipulaciju molekulama kako bi se
ureivali, shvatili, kontrolirali i snano, nadrugi nain, mijenjali nai ivoti.
On je na taj nain dao naslutiti da bi
mogunosti primjene, ali pretpostavio i nekestrahove koje bi upotreba nanotehnologije
mog a prouzro npr. ons ru ran em nano-oruja, ili npr. mikro-robota).
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
14/40
U meuvremenu je nanotehnologija.
1989. godine IBM strunjak Don Eigler
je koritenjem scanning tunnelingm croscope motr enog tune s ogmikroskopa) kreirao slova "IBM"
o re an em o o a oma.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
15/40
.Sumio Iijima je otkrio ugljikovu nano
,
upotrijebiti za pravljenje najtanje.
Neki su znanstvenici napravili tranzistorod jedne ugljikove molekule i stvorili
prototip ureaja za pohranjivanjeinformacija s podacima veliine 50 nm.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
16/40
Prim ena nanotehnolo i e u rehrambenoindustriji
Priroda odavnina koristi za samoizgradnjunano strukture i to kroz niz optimiziranihprocesa koji najuinkovitije koriste
(minimalno) energiju.
Atomi i molekule su vemilionima godina
organizirani u dobro organizirane (isloene) strukture.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
17/40
Veina nano estica, koje seupotrebljavaju tradicionalno pripadaju
koloidima.
Sterika stabilizacija koloidnih estica
se postie adsorbcijom polimera ipovr ns a t vn est ca na povr n .Nano estice mogu se dalje stabilizirati
tvore kovalentne veze.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
18/40
pr. organ zac a m ce a es cakazeina ili kroba i pakiranjeg o u arn pro e na na up en
proteina su primjer samo-slagajuihs ru ura o e ne s a ne vorev ne.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
19/40
U otreba nano-struktura u znanosti o hrani itehnologiji se bazira na razumijevanjutermodinamikih samo-slauih procesa.
Samo-organizirajue strukture na nivou-
uspostavom ravnotee izmeu razliitih ne
kovalentnih sila.
Postizavanjem vee povrine nano estica
po edinici mase biti e mogu e da one budubioloki aktivnije nego estice veih.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
20/40
putove u studiranju pojedinanihmolekula i s ecifinih intra- i inter-
molekularnih reakcija u kojima onesudjeluju.
Istraivan a e omo uiti s ozna e ko ee pomoi u kreiranju pojedinihmolekula (hrane), zatitnih povrinskih
sustava, povrinskog inenjerstva,razliitih metoda proizvodnje inano rac u.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
21/40
Slika 1. Shematski prikaz primjene nanotehnologije u
prehrambenoj industriji
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
22/40
Glavna odru
a rim ene nanotehnolo i eu proizvodnji hrane
. roces ran e
2. Pakiranje.
4. Automatizacija
5. Si urnost i kvaliteta hrane6. Bio-inenjerstvo7. Nano dizajniranje
. ano o- n en erstvo9. Okoli.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
23/40
industriji prema proizvodu:
a) standardna hrana;b) funkcionalna hrana;
c su lementi;d) prehrana;
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
24/40
Nanotehnologija u prehrambenoj industriji
prema po ru u pr m ene:
a) proizvodnja hrane;proces ran e;
c) konzerviranje;d) poboljanje arome i boje;
f) pakiranje hrane
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
25/40
Nanotehnologija u prehrambenoj industriji
1 dizajniranje matriksa;
c) dizajniranje maziva; d) drugimolekularni matriksi
2 nanomaterijali;a) nanokompoziti; b) nanoglina;c) nanocijevi; d) drugo
3 detekcija;
c) nano ipovi; d) drugo
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
26/40
4 procesne tehnologije;
d) za lipozome; e) za drugo
5 Nano sustavi za prijenos;
c) nano kuglice; d) nano naprave i nano
strojevi; e) nano roboti; f) drugo
6 Nano higijena;
a) nano estice; b) obrada povrine;c) nano filter; d) dizajniranje strukture;e) drugo i nove tehnologije
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
27/40
Primjena nanotehnologije
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
28/40
Sustavi za oslobaanje, prijenos, raspodjelu
Slika 2. Shematski prikaz nano sustava za prijenoses ca: m roemu z a, pozom, nano
emulzija, D biopolimerna nano estica (sastoji
se od jednog biopolimera ili moe imati strukturu
2A =micela- sferinaestica (nosakomponenti u funkcionalnoj hrani),rom era 5 - 100 nm
2B = lipozomi-polimolekularni agregat izgraen od polarnih lipida sadvoslojnom konfiguracijom, uglavnom u fosfolipidima soje i jaja,promjera od 20 nm do nekoliko stotina nm
2C = nano emulzije (ulje-u-vodi), promjeraestica 50-200 nm2D = biopolimerne nano-estice (tvorevrsteestice preko
intermolekularnih veuih sila ili kovalentnih veza)
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
29/40
Slika 3. Pregled metoda za proizvodnju nano estica
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
30/40
Materijali za pakiranje
Slika 4. Primjer mogueg nano-slojevitog materijalaformiranog od globularnih proteina i polisaharida.Debljina svakog sloja u prosjeku je 1 do 100 nm.
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
31/40
Slika 5. Shematski prikaz omatanja hrane s vie slojeva
ispiranja
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
32/40
Slika 6. Analitiki postupci za odreivanje stanine RNK.
Ove edinine operacije su realizirane u medelimabioanalitikih sustava
NASBA isothermal Nucleic Acid Sequence-Based
Amplification reaction
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
33/40
Slika 7. Sastavljeni mikrotekuinski biosenzorski modul
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
34/40
Proizvodi koji se nalaze (danas) na tritu
uee:
- pia (mlijeko, sokovi, ajevi) sa dodatkom Ca (uvidu raznih Ca soli nano-Ca
- gazirani sokovi sa dodatkom raznih
mikroemulzi a 2A sa inkor oriranimesencijalnim uljima (aromatinim spojevimatvarima arome);
- razni mlijeni proizvodi sa lipozomima (2B) ukojima je inkapsuliran laktoferin,
vijeka trajanja), probiotici, prebiotici;
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
35/40
- res nz za sa a e s o a om an m ro ntvari;
- s a n sperzn sus av emu z e ao o
su mlijeko, majoneze, umaci, dresinzi za.
emulzijama (2C) koje imaju izvrsna svojstva u
stabiliziran u ovih roizvoda;- riblje ulje (sa dodatkom -tokoferola za
sman en e oksidaci e li ida u ul u - 2B
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
36/40
- ro raspon raz pre ram enproizvoda sa dodatkom funkcionalnih
, ,
6 omega masnih kiselina, antioksidanasa,tvari arome bo a i menata antimikrobnih
sredstava, konzervanasa, ) koji se dodaju u
hranu u istom obliku ili, ee, u nekomvezanom obliku, u sustav za ugradnju
proizvod (npr. u obliku mikrosfere i
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
37/40
Budunost primjene nanotehnologije
- Nove tehnologije- Novi proizvodi (personalizirani i funkcionalni
proizvodi)
- Kvaliteta hrane (bolja topljivost, sprjeavanjeoksidacije, poboljanje okusa i sl.)
- Sigurnost hrane- Tretiranje raznih oboljenja preko sustava hrane
ko i sadre bio-aktivne sasto ke sa
mogunou dueg zadravanja u probavnomsustavu)
- Stanina i molekularna biologija
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
38/40
- Novi materijali i ureaji za detekciju patogenih
organ zama an m ro n senzor- Omotai hrane
- Identifikacija (raznim napravama) nepoeljnihsastojaka (nanosenzori)
- Pakiranje hrane (folije i sl.)
-
proizvoda i njihove kvalitete u cijelom lancuhrane
- Oznaavanje (deklariranje) hrane
- a a o o a
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
39/40
proizvoaa sa oko 60 % proizvoda
opeg stanja organizma ('health and
' , , .
-
7/23/2019 Nanotehnologija [Compatibility Mode]
40/40
HVALA NA PANJI!