Answer

Solution

UPSC Prelims

Science Tech Internal Security / विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी तथा आंतरिक सुरक्षा

Theme:

Nanotechnology

Q 2022, Nanotechnology

Consider the following statements:1. Other than those made by humans, nanoparticles do not exist in nature. 2. Nanoparticles of some metallic oxides are used in the manufacture of some cosmetics. 3. Nanoparticles of some commercial products which enter the environment are unsafe for humans. Which of the statements given above is/are correct?

निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए : 1. परासूक्ष्मकण (नैनोपार्टिकल्स), मानव निर्मित होने के सिवाय, प्रकृति में अस्तित्व में नहीं हैं। 2. कुछ धात्विक ऑक्साइडों के परासूक्ष्मकण, प्रसाधन सामग्री (कॉस्मेटिक्स) के निर्माण में काम आते हैं। 3. कुछ वाणिज्यिक उत्पादों के परासूक्ष्मकण, जो पर्यावरण में आ जाते हैं, मनुष्यों के लिए असुरक्षित हैं। उपर्युक्त कथनों में कौन-सा/से सही है/हैं ?

Nanoparticles

A nanoparticle is a small particle that ranges between 1 to 100 nanometres in size. Undetectable by the human eye, nanoparticles can exhibit significantly different physical and chemical properties to their larger material counterparts. Naturally occurring nanoparticles can be found in volcanic ash, ocean spray, fine sand and dust, and even biological matter (e.g. viruses).

Synthetic nanoparticles are now being used in the manufacture of scratchproof eyeglasses, crack-resistant paints, anti-graffiti coatings for walls, transparent sunscreens, stain-repellent fabrics, self-cleaning windows and ceramic coatings for solar cells. Nanoparticles can contribute to stronger, lighter, cleaner and 'smarter' surfaces and systems.

Due to the very small size of engineered nanomaterials, inhalation exposure can potentially occur to airborne particles composed of nanomaterials covering a size range from a few nanometers to several micrometers in diameter.

Nanomaterials may agglomerate into larger particles or longer fiber chains, which may change their properties and may impact their behavior in the indoor and outdoor environments as well as their potential exposure and entry into the human body.

They can deposit in the respiratory system and have nanostructure-influenced toxicity due to high surface area, high surface activity, unusual morphology, small diameters, or degradation into smaller particles after deposition.

Particles formed from the degradation or comminuting of nanomaterials may also present a potential risk if they exhibit nanostructure-dependent biological activity.

According to the National Nanotechnology Initiative thousands of tons of silica, alumina and ceria, in the form of ultrafine abrasive particle mixtures including nanoparticles, are used each year in slurries for precision polishing of silicon wafers.

The exposed population to nano materials continues to increase as their application expands. Despite obvious benefits of the power of small materials, there are open questions about how the nanoparticles used for day-to-day life may affect the environment.

<ul><li> 
A
nanoparticle is a small
particle that ranges between 1 to 100 nanometres in size. Undetectable by the
human eye, nanoparticles can exhibit significantly different physical and
chemical properties to their larger material counterparts. Naturally occurring
nanoparticles can be found in volcanic ash, ocean spray, fine sand and dust,
and even biological matter (e.g. viruses).</li></ul>

<ul><li> 
Synthetic
nanoparticles are now
being used in the manufacture of scratchproof eyeglasses, crack-resistant
paints, anti-graffiti coatings for walls, transparent sunscreens,
stain-repellent fabrics, self-cleaning windows and ceramic coatings for solar
cells. Nanoparticles can contribute to stronger, lighter, cleaner and 'smarter'
surfaces and systems.</li></ul>

<ul><li> 
Due
to the very small size of engineered nanomaterials, inhalation exposure
can potentially occur to airborne particles composed of nanomaterials covering
a size range from a few nanometers to several micrometers in diameter.</li></ul>

<ul><li> 
Nanomaterials may agglomerate into larger particles or longer fiber
chains, which may change their properties and may impact their behavior in the
indoor and outdoor environments as well as their potential exposure and entry
into the human body.</li></ul>

<ul><li> 
They
can deposit in the respiratory system and have nanostructure-influenced
toxicity due to high surface area, high surface activity, unusual morphology,
small diameters, or degradation into smaller particles after deposition.</li></ul>

<ul><li> 
Particles
formed from the degradation or comminuting of nanomaterials may also present a
potential risk if they exhibit nanostructure-dependent biological activity.</li></ul>

<ul><li> 
According
to the National Nanotechnology Initiative thousands of tons of silica, alumina
and ceria, in the form of ultrafine abrasive particle mixtures including
nanoparticles, are used each year in slurries for precision polishing of
silicon wafers.</li></ul>

<ul><li> 
The
exposed population to nano materials continues to increase as their application
expands. Despite obvious benefits of the power of small materials, there are
open questions about how the nanoparticles used for day-to-day life may affect
the environment.</li></ul>

नैनोपार्टिकल्स

एक nanoparticle एक छोटा कण होता है जिसका आकार 1 से 100 नैनोमीटर के बीच होता है। मानव आंख से अदृश्य, nanoparticles अपने बड़े सामग्री समकक्षों की तुलना में भौतिक और रासायनिक गुणों में काफी भिन्नता प्रदर्शित कर सकते हैं। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले nanoparticles ज्वालामुखीय राख, समुद्री स्प्रे, महीन रेत और धूल, और यहां तक कि जैविक पदार्थ (जैसे वायरस) में पाए जा सकते हैं।

कृत्रिम nanoparticles अब खरोंच-रोधी चश्मे, दरार-प्रतिरोधी पेंट, दीवारों के लिए एंटी-ग्रैफिटी कोटिंग्स, पारदर्शी सनस्क्रीन, दाग-प्रतिरोधी कपड़े, स्वयं-सफाई खिड़कियां और सौर कोशिकाओं के लिए सिरेमिक कोटिंग्स के निर्माण में उपयोग किए जा रहे हैं। Nanoparticles मजबूत, हल्के, साफ और 'स्मार्ट' सतहों और प्रणालियों में योगदान कर सकते हैं।

बहुत छोटे आकार के कारण engineered nanomaterials के, वायुमार्ग में इनहेलेशन एक्सपोजर संभावित रूप से उन वायुवाहित कणों के लिए हो सकता है जो कुछ नैनोमीटर से लेकर कई माइक्रोमीटर व्यास तक के nanomaterials से बने होते हैं।

Nanomaterials बड़े कणों या लंबे फाइबर चेन में एकत्रित हो सकते हैं, जो उनके गुणों को बदल सकते हैं और उनके व्यवहार को इनडोर और आउटडोर वातावरण में प्रभावित कर सकते हैं, साथ ही उनके संभावित एक्सपोजर और मानव शरीर में प्रवेश को भी।

वे श्वसन प्रणाली में जमा हो सकते हैं और उच्च सतह क्षेत्र, उच्च सतह गतिविधि, असामान्य आकार, छोटे व्यास, या जमाव के बाद छोटे कणों में विघटन के कारण nanostructure-प्रभावित विषाक्तता हो सकती है।

Nanomaterials के विघटन या पीसने से बने कण भी एक संभावित जोखिम प्रस्तुत कर सकते हैं यदि वे nanostructure-निर्भर जैविक गतिविधि प्रदर्शित करते हैं।

राष्ट्रीय नैनोटेक्नोलॉजी पहल के अनुसार, हर साल सिलिका, एल्युमिना और सेरिया के हजारों टन, अल्ट्राफाइन अपघर्षक कण मिश्रणों के रूप में जिनमें nanoparticles शामिल होते हैं, सिलिकॉन वेफर्स की सटीक पॉलिशिंग के लिए स्लरी में उपयोग किए जाते हैं।

जैसे-जैसे nano materials का अनुप्रयोग बढ़ता है, वैसे-वैसे इनसे प्रभावित जनसंख्या भी बढ़ती जा रही है। छोटे सामग्रियों की शक्ति के स्पष्ट लाभों के बावजूद, इस बारे में खुले प्रश्न हैं कि दैनिक जीवन के लिए उपयोग किए जाने वाले nanoparticles पर्यावरण को कैसे प्रभावित कर सकते हैं

<ul><li> 
एक
nanoparticle एक छोटा कण होता है जिसका आकार 1 से 100 नैनोमीटर के बीच होता है। मानव आंख से अदृश्य, nanoparticles अपने बड़े सामग्री समकक्षों की तुलना में भौतिक और रासायनिक गुणों में काफी भिन्नता प्रदर्शित कर सकते हैं। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले nanoparticles ज्वालामुखीय राख, समुद्री स्प्रे, महीन रेत और धूल, और यहां तक कि जैविक पदार्थ (जैसे वायरस) में पाए जा सकते हैं।</li></ul>

<ul><li> 
कृत्रिम
nanoparticles अब खरोंच-रोधी चश्मे, दरार-प्रतिरोधी पेंट, दीवारों के लिए एंटी-ग्रैफिटी कोटिंग्स, पारदर्शी सनस्क्रीन, दाग-प्रतिरोधी कपड़े, स्वयं-सफाई खिड़कियां और सौर कोशिकाओं के लिए सिरेमिक कोटिंग्स के निर्माण में उपयोग किए जा रहे हैं। Nanoparticles मजबूत, हल्के, साफ और 'स्मार्ट' सतहों और प्रणालियों में योगदान कर सकते हैं।</li></ul>

<ul><li> 
बहुत छोटे आकार के कारण engineered nanomaterials के, वायुमार्ग में इनहेलेशन एक्सपोजर संभावित रूप से उन वायुवाहित कणों के लिए हो सकता है जो कुछ नैनोमीटर से लेकर कई माइक्रोमीटर व्यास तक के nanomaterials से बने होते हैं।</li></ul>

<ul><li> 
Nanomaterials बड़े कणों या लंबे फाइबर चेन में एकत्रित हो सकते हैं, जो उनके गुणों को बदल सकते हैं और उनके व्यवहार को इनडोर और आउटडोर वातावरण में प्रभावित कर सकते हैं, साथ ही उनके संभावित एक्सपोजर और मानव शरीर में प्रवेश को भी।</li></ul>

<ul><li> 
वे श्वसन प्रणाली में जमा हो सकते हैं और उच्च सतह क्षेत्र, उच्च सतह गतिविधि, असामान्य आकार, छोटे व्यास, या जमाव के बाद छोटे कणों में विघटन के कारण nanostructure-प्रभावित विषाक्तता हो सकती है।</li></ul>

<ul><li> 
Nanomaterials के विघटन या पीसने से बने कण भी एक संभावित जोखिम प्रस्तुत कर सकते हैं यदि वे nanostructure-निर्भर जैविक गतिविधि प्रदर्शित करते हैं।</li></ul>

<ul><li> 
राष्ट्रीय नैनोटेक्नोलॉजी पहल के अनुसार, हर साल सिलिका, एल्युमिना और सेरिया के हजारों टन, अल्ट्राफाइन अपघर्षक कण मिश्रणों के रूप में जिनमें nanoparticles शामिल होते हैं, सिलिकॉन वेफर्स की सटीक पॉलिशिंग के लिए स्लरी में उपयोग किए जाते हैं।</li></ul>

<ul><li> 
जैसे-जैसे nano materials का अनुप्रयोग बढ़ता है, वैसे-वैसे इनसे प्रभावित जनसंख्या भी बढ़ती जा रही है। छोटे सामग्रियों की शक्ति के स्पष्ट लाभों के बावजूद, इस बारे में खुले प्रश्न हैं कि दैनिक जीवन के लिए उपयोग किए जाने वाले nanoparticles पर्यावरण को कैसे प्रभावित कर सकते हैं</li></ul>

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