Нанотехнологии

Команда "Сверхскоростные"

Что это…

Нанотехнология - это технология изучения нанометровых объектов, и работы с объектами порядка нанометра (миллионная доля миллиметра) что сравнимо с размерами отдельных молекул, и атомов.

Согласно «Концепции развития в России работ в области нанотехнологий на период до 2010 года» (2004 г.) нанотехнология определяется как совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, хотя бы в одном измерении, и в результате этого получившие принципиально новые качества, позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба. http://goo.gl/zglq


Нанотехнологии качественно отличаются от традиционных дисциплин, поскольку на таких масштабах привычные, макроскопические технологии обращения с материей часто неприменимы, а микроскопические явления, пренебрежительно слабые на привычных масштабах, становятся намного значительнее: свойства и взаимодействия отдельных атомов и молекул или агрегатов молекул (например, силы Ван-дер-Ваальса), квантовые эффекты.


Нанотехнология и в особенности молекулярная технология — новые, очень мало исследованные дисциплины. Основные открытия, предсказываемые в этой области, пока не сделаны. Тем не менее, проводимые исследования уже дают практические результаты. Использование в нанотехнологии передовых научных достижений позволяет относить её к высоким технологиям.


Нанотехнология является логическим продолжением и развитием микротехнологии.

Что было…

Широкую гамму цветов, от фиолетового до жёлтого, можно наблюдать в «Кассиевом пурпуре», представляющем собой наночастицы золота, распределенные равномерно в геле оловянной кислоты и названном так по имени гамбургского стекловара Андреаса Кассия (XVII век). http://goo.gl/mxxZc8


Гончары из итальянской провинции Умбрия в XV – XVI столетиях использовали нанотехнологии в промышленных масштабах. Цветная глазурь на керамике, которой славились мастера города Дерута, своим блеском обязана мельчайшим металлическим гранулам.

Среди образцов керамики Деруты имеются предметы, покрытые радужной или металлической глазурью. Некоторые сверкают золотым блеском, другие переливаются, меняя свой цвет под разными углами. Это происходит благодаря наличию в краске крошечных частичек металла размером от 5*10-9 до 10-7 метра - наночастиц.


Исследования в области нанотехнологий позволили выяснить, что при производстве дамасской стали применялись углеродные наноструктуры.

Анализ снимков дамасской стали, растворённой в соляной кислоте, проведенных с помощью электронного микроскопа, показал схожесть структуры стали с современными углеродными нанотрубками.


Исследования показали, что добавки наночастиц золота и других металлов делали цветным стёкла витражей храмов средневековой Европы.

Учёные полагают, что витражи были не только произведениями искусства, но и фотокаталитическими очистителями воздуха, удаляющими органические загрязнения. Катализаторами служили наночастицы золота.


Первые предположения о возможности исследования объектов на атомном уровне можно встретить в книге «Opticks» Исаака Ньютона, вышедшей в 1704 году. В книге Ньютон выражает надежду, что микроскопы будущего когда-нибудь смогут исследовать «тайны корпускул». http://goo.gl/zglq2c


«Если бы, говорит, был лучше мелкоскоп, который в пять миллионов увеличивает, так вы изволили бы увидать, что на каждой подковинке мастерово имя выставлено: какой русский мастер ту подковку делал».

(Н. Лесков «Левша» -1881год)

Увеличение в 5 миллионов раз обеспечивают современные электронные и атомно-силовые микроскопы, считающиеся основными инструментами нанотехнологий. Поэтому литературного героя Левшу можно считать первым в истории «нанотехнологом».

http://goo.gl/XKF6bX

Основатель нанотехнологии - американский физик и лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман. Он рассмотрел последствия безграничной миниатюризации с позиций теоретической физики в своем выступлении перед американскими физиками в 1959 году.

Что имеем…

Сегодня нанотехнологии лишь развиваются, многие исследования и открытия в этой области в современном мире не находят свое применение на практике, однако это ничуть не умаляет их значения. В данной статье мы поговорим о современных нанотехнологиях, которые уже применяют или же будут применять в ближайшем будущем.

В первую очередь расскажем об углеродных нанотрубках. Они могут применяться в медицине (в данный момент в этой области идут активные исследования), могут применяться в микроэлектроники, в качестве троса для космического лифта (перспективный проект в сфере космических технологий), для создания искусственных мышц, использоваться в качестве двигателей или генераторов энергии. Углеродные нанотрубки обладают очень большим потенциалом и это крайне перспективная нанотехнология. http://goo.gl/pgxvoa


«Самый яркий и простой пример использования нанотехнологии в медицине и косметике — обыкновенный мыльный раствор, обладающий моющим и дезинфицирующим действием. В нем образуются наночастицы, мицеллы. Мыло — чудо нанотехнологии, уже бывшее таковым, когда никто и не подозревал о существовании наночастиц. Однако этот наноматериал не является главным для развития современных нанотехнологий в здравоохранении и косметологии. http://goo.gl/aet1WN

Уже достигнуты определенные результаты в ряде направлений наномедицины. Например, получены материалы с наночастицами серебра, обладающие антибактериальными свойствами. Они применяются в медицине для борьбы со стафилококками и другими бактериями в виде красок, бесхлорных средств дезинфекции, перевязочных материалов, лака для покрытия катетеров и т.д. Такие материалы используют в сельском хозяйстве, например, в доильных аппаратах, решают проблему загрязнения фильтров любых кондиционеров.

Так, применение наночастиц серебра и висмута может оказаться полезным при лечении таких заболеваний, как трофические язвы (время заживания раны сокращается в несколько раз), гнойный остеомиелит, бактериальный вагиноз, различного вида ожоговые раны, лорзаболевания в детском возрасте. http://goo.gl/BzEdTe

Высокопрочная сталь

Исследования ученых в области наномодификаций металлов и их сплавов позволили получить высокопрочную сталь, которая не имеет в настоящее время аналогов по параметрам прочности и вязкости. Применение таких наноматериалов самым идеальным образом подходит для строительства различных гидротехнических и дорожных объектов.

http://goo.gl/3TQ7Wl



Нанопокрытия

В настоящее время выдающиеся свойства наноматериалов позволяют применять в строительстве новые теплоизоляционные материалы, краски, эмали, лаки и многое другое. Большим достижением в области нанопокрытий стала имитация эффекта лепестков лотоса, которые совершенно неуязвимы для воды. В результате в Пекине появилось здание Большого национального театра, огромный яйцеобразный купол которого, созданный из стекла и титана, обработан нанопокрытием, которое не подвержено загрязнению и смачиванию осадками.

Что будет…

Специалисты обещают, что вскоре, благодаря нанотехнологиям, появятся уникальные новинки для мобильной связи. Дэвид Бишоп, вице-президент одной из американских компаний, занимающейся нанотехнологиями, недавно заявил: «В следующем десятилетии мы создадим набор технологий, которые позволят мобильным телефонам распознавать запахи, звуки и визуальные образы так же, как и человек. Это поможет людям полноценно общаться, находясь друг от друга даже на расстоянии 3 тысяч миль. Мы хотим достичь качества передачи звука, создающего иллюзию полного присутствия собеседника рядом с говорящим». При этом телефоны, созданные при помощи нанотехнологий, будут очень малы и легки. http://goo.gl/Bb6TgF


Учёные уже много лет мечтают о крошечных роботах, которые смогут работать внутри наших тел — несмотря на предостережения некоторых фантастов. Исследователи из Университета Сан Диего продвинулись в этом вопросе дальше других: недавно они выступили с предложением создавать «микрорыбок», которые будут «плавать» в крови и очищать её от токсинов. http://hi-news.ru/tag/nanotexnologii