Вскоре в недалеком будущем нанотехнология может стать одной из ведущих отраслей современной науки. Перспективы самые радужные.
Нанотехнологии способны изменить жизнь человечества круче, чем это сделали в свое время появление письменности, открытие электричества и даже изобретение компьютера.
Изучая нанотехнологии, мы все больше расширяем область их применения – от медицины до космических исследований.
Вложение | Размер |
---|---|
Исследовательская работа | 102.3 КБ |
Презентация | 2.37 МБ |
Районная открытая научно - практическая конференция школьников « Открытый мир».
Секция: информационные технологии
Название работы: «Нанотехнологии. Современное состояние и перспективы развития».
Автор работы:
Веснина Виктория
Место выполнения работы:
Новоселицкий район,
С. Журавское,
МОУ СОШ № 5, 8 «А» класс
Научный руководитель:
Веснина Елена Георгиевна
Учитель информатики
1 категории
2012 год
Содержание:
II. Теоретическая часть
1.Возникновение и развитие нанонауки
III. Практическая часть
I.Введение
Сегодня для большинства людей нанотехнологии –
это же такая же абстракция, как и ядерные
технологии в 30-е годы прошлого века.
Однако нанотехнологии уже становятся
ключевым направлением развития
современной промышленности и науки.
В.В.Путин
Вскоре в недалеком будущем нанотехнология может стать одной из ведущих отраслей современной науки. Перспективы самые радужные. Некоторые рассматривают ее как панацею от всех бед, другие грозят бедами при неосторожном ее использовании. Тем не менее, нанотехнологии – это уже настоящее.
1.1 Цель исследования
1. Разобраться в сущности понятия «нанотехнология», раскрыть суть нанонауки, рассмотреть историю ее развития, выделить объекты ее изучения.
2. понять, как человек реализует огромный потенциал нанонауки в повседневной жизни, её перспективы и будущее.
3. Сделать прогноз развития рынка нанотехнологий в России.
1.2. Задачи исследования
1. Познакомиться с историей возникновения нанотехнологий.
2 . Систематизировать научные исследования в области нанотехнологий
1.3 Методы
1. Поиск информации при работе с литературными источниками, Интернетом и др;
2. Описательной статистики
3. Анализ полученных результатов
2. Актуальность темы обусловлена значимостью нанотехнологий в нашей жизни, в глобальных масштабах мирового общества. Нанотехнологии – самые современные, но в тоже время наименее развитые технологии. На их развитие современные экономические державы ежегодно тратят миллиарды долларов. Чем же вызвано такое внимание к этой области современной науки?
Дело все в том, что нанотехнологии способны изменить жизнь человечества круче, чем это сделали в свое время появление письменности, открытие электричества и даже изобретение компьютера. С помощью нанотехнологий ученые планируют создавать микроскопических роботов, устройства контроля за экообстановкой на планете, суперпроцессоры, быстродействие которых будет в тысячи раз больше, чем у ныне существующих. Также в планы ученых входит разработка «умных» лекарств, которые будут сами находить больную клетку, и действовать на нее, не задевая остальные. Благодаря ним получится, наконец, победить СПИД.
Но нанотехнологии позволят не только создать множество новой техники, но и усовершенствовать уже существующую.
Гипотеза исследования. Изучая нанотехнологии, мы все больше расширяем область их применений – от медицины до космических исследований.
II. Теоретическая часть
Возникновение и развитие нанонауки
Нанотехнологии- это технологии сверхмикроскопических конструкций из мельчайших частиц материи.
Слово «нано» (от греческого nanos – карлик) это приставка, означающая одну миллиардную долю чего-либо (в нашем случае речь идет о размере, поэтому будем говорить о нанометре – одной миллиардной доле метра).
Атом (греч. atomos – неделимый) – мельчайшая частица химического элемента. Однако вопреки названию атом не является неделимым, так как сам состоит из ядра и электронов. Для удобства ученые считают, что атом имеет форму шара. Объединяясь, несколько атомов создают молекулу. Молекулу можно представить как совокупность шариков (атомы) и соединяющих их палочек (межатомные связи). Все вещества в природе, включая нас с вами, состоят из атомов и молекул.
Все атомы, а также некоторые маленькие молекулы, имеют размеры порядка 1 нм (нанометра). Нанотехнологии – это совокупность методов производства продуктов заданной атомарно-молекулярной структуры путем манипулирования атомами и молекулами.
В «золотые века» человечество достигло таких высот, которые даже при современном развитии техники и науки мы не можем повторить. Наши предки оставили нам множество загадок. Это загадки прочной дамасской стали, состава красок, позволяющего им сохранять свою сочность и не выцветать. На многие из них дают ответ нанотехнологии.
Некоторые ученые говорят о применении «нанотехнологии» еще в древности.
Например,ученые из Центра исследований и реставрации французских музеев под руководством доктора Филиппа Вальтера при исследовании образцов волос древних египтян выяснили, что для окраски волос в черный цвет использовался естественный минеральный краситель – галенит или сульфид свинца. Древние косметологи добились измельчения окрашивающих частиц до размеров в 5 нанометров и равномерного проникновения их в ткань волоса по всей его толщине. Даже самые современные технологии не дают такого результата.
В средние века ремесленники-гончары из провинции Умбрия использовали нанотехнологии : керамические предметы они покрывали радужной или металлической глазурью. Образцы переливались на солнце, сверкали золотым блеском, меняли свой цвет под разными углами. В результате итальянскими учеными было установлено, что причина таких свойств краски в наличии крошечных частичек металла от 5· 10-9 до 10-7 метра в поперечнике.
. В эпоху Ренессанса достаточно широко использовались наночастицы золота и серебра при изготовлении витражных стекол, красота и богатство красок, которых восхищают нас до сих пор.
Нанотехнологии использовались для получения «рубиновых» звезд на башне Кремля. С мая 1937 года пять башен Кремля – Спасскую, Никольскую, Троицкую, Боровицкую и Водовзводную украшают рубиновые звёзды. «Рубины» для звезд получают путем добавления наночастиц золота в высококачественное стекло.
Первым ученым, использовавшим измерения в нанометрах, принято считать Альберта Эйнштейна, который в 1905 году теоретически доказал, что размер молекулы сахара равен 1 нм.
Первые теоретические исследования, положившие начало разработке инструментального обеспечения нанотехнологий, - это труды российского физика Г.А. Гамова. Идею же создания специальных приборов, способных проникнуть в глубину материи до границ наномира, выдвинул выдающийся американский физик сербского происхождения Никола Тесла. Именно он предсказал создание электронного микроскопа.
Днем рождения нанотехнологий считается 29 декабря 1959 г. Вообще мысль о том, что в будущем человечество сможет создавать объекты, собирая их "атом за атомом", восходит к знаменитой лекции "Там внизу много места" одного из крупнейших физиков XX века, профессора Калифорнийского технологического института Ричарда Фейнмана. Опубликованные в феврале 1960 года материалы лекции были восприняты большинством современников как фантастика или шутка. Сам же Фейнман говорил, что в будущем, научившись манипулировать отдельными атомами, человечество сможет синтезировать все что угодно, т.е. использовать атомы как обыкновенный строительный материал.
В 1968 году сотрудники американского отделения исследования полупроводников Дж. Артур и А. Чо разработали теоретические основы нанообработки поверхностей.
В 1974 году японский физик Норио Танигучи, работавший в Токийском университете, предложил термин "нанотехнологии" (процесс разделения, сборки и изменения материалов путем воздействия на них одним атомом или одной молекулой), быстро завоевавший популярность в научных кругах.
В 1981 году инженеры швейцарского филиала корпорации IBM Герд Бинниг и Гейнрих Рорер изобрели сканирующий туннелирующий микроскоп. В ходе экспериментов выяснилось, что с помощью туннелирующего микроскопа можно не только «видеть» отдельные атомы, но и, прикладывая то или иное напряжение, воздействовать на них, к примеру «подцепить» атом и поместить его в нужное место. То есть у физиков появилась теоретическая возможность манипулировать атомами, а стало быть, непосредственно собирать из них, словно из кирпичиков, что угодно — любой предмет, любое вещество.
В 1985 году американские физики Роберт Керл, Хэрольд Крото и Ричард Смэйли создали технологию, позволяющую точно измерять предметы, диаметром в один нанометр. Они получили новый класс соединений - фуллерены - и исследовали их свойства. В результате взрыва графитовой мишени лазерным пучком и исследования спектров паров графита была обнаружена молекула фуллерена С60. В 1986 году Г. Бинниг разработал сканирующий атомно-силовой микроскоп. Такой микроскоп, в отличие от туннельного, может взаимодействовать с любыми объектами, а не только с токопроводящими материалами.
В 1987--1988 гг. в НИИ "Дельта" под руководством П. Н. Лускиновича заработала первая российская нанотехнологическая установка, осуществлявшая направленный уход частиц с острия зонда микроскопа под влиянием нагрева.
Современный вид идеи нанотехнологии начали приобретать в 80-е годы XX века в результате исследований Э. Дрекслера, который выдвинул концепцию универсальных молекулярных роботов, работающих по заданной программе и собирающих любые объекты (в том числе и себе подобные) из подручных молекул. Это дало мощный толчок к началу применения нанотехнологических методов в промышленности. В 1994 году стали появляться первые коммерческие материалы на основе наночастиц - нанопорошки, нанопокрытия, нанохимические препараты и т.д. Началось бурное развитие прикладной нанотехнологии.
В 2003 году профессор Фенг Лью из университета Юты, используя наработки Франца Гиссибла, с помощью атомного микроскопа построил образы орбит электронов путем анализа их возмущения при движении вокруг ядра.
В 2005 году в компания Intel создали прототип процессора размером около 65 нм. Пока в нем использует комплементарные металл-оксидные полупроводники, но в планах - перейти на квантовые точки, полимерные пленки и нанотрубки.
В лаборатории Бостонского университета была получена антенна-осциллятор размерами порядка 1 мкм. Это устройство насчитывает 50 миллионов атомов и способно осциллировать с частотой 1,49 гигагерц.
Стремительное развитие нанотехнологий вызвано еще и потребностями общества в быстрой переработке огромных массивов информации. Современные кремниевые чипы могут при всевозможных технических ухищрениях уменьшаться ещё примерно до 2012 года. Но при ширине дорожки в 40-50 нм возрастут квантовомеханические помехи, что равнозначно короткому замыканию. Выходом могли бы послужить наночипы, в которых вместо кремния используются различные углеродные соединения размером в несколько нанометров. В настоящее время ведутся самые интенсивные разработки в этом направлении.
III. Практическая часть
Современное состояние и перспективы развития.
Нанотехнологии и наноустройства являются закономерным шагом на пути совершенствования технических систем. В настоящее время на рынке продаются только скромные достижения нанотехнологии, вроде самоочищающихся покрытий и упаковок, позволяющих дольше сохранять свежими продукты питания. Однако ученые предсказывают триумфальное шествие нанотехнологий в недалеком будущем, опираясь на факт её постепенного проникновении во все отрасли производства.
Наноматериалы в строительстве
Наномедицина
В действительности науки под названием наномедицина пока еще не существует, существуют лишь нанопроекты, воплощение которых в медицину, в конечном итоге, и даст результат.
Возможно, первыми киборгами следует считать 15 слепых пациентов Балтиморского университета, которым в 90-е годы было имплантировано устройство, позволяющее видеть без помощи глаз. Эти электронные приборы не позволяли различить газетный текст, но люди стали видеть свет и распознавать цвета. Каждый раз, когда экран в глазнице слепого регистрирует какой-либо несложный объект, миниатюрная ЭВМ в дужке очков преобразует изображение в импульсы. В свою очередь электроды "переводят" их в иллюзорное ощущение света, соответствующее определенному пространственному образу. Предстоит еще много сделать, чтобы подобные системы искусственного зрения стали высокоэффективными приборами, приносящими реальную пользу не отдельным пациентам, а тысячам и тысячам слепых.
Ученые изучили поведение наночастиц, покрытых сахаром, которые при высокой температуре оказались полезными для терапии раковых опухолей. Исследователи провели опыт на мышах - у трех из четырех подопытных животных нагретые наночастицы уничтожили раковые опухоли без последующего восстановления.
Представьте себе, что вы подхватили грипп (то есть вы даже еще не знаете, что его подхватили). Тут же среагирует система искусственно усиленного иммунитета, и десятки тысяч нанороботов начнут распознавать вирус гриппа. За считанные минуты ни одного вируса у вас в крови не останется! Нанороботы будущего смогут ремонтировать клетки. Они смогут вернуть даже очень старого человека в состояние молодости. Человечество перейдет от операций на органах к операциям на молекулах, став практически бессмертным. Люди, замороженные при помощи крионики, смогут через много лет воскреснуть с помощью миллионов роботов.
Нанороботы в медицине могу делать буквально все: диагностировать состояния любых органов и процессов, вмешиваться в эти процессы, доставлять лекарства, соединять и разрушать ткани, синтезировать новые. Фактически, нанороботы могут постоянно омолаживать человека, реплицируя все его ткани. На данном этапе учеными разработана сложная программа, моделирующая проектирование и поведение нанороботов в организме. Чрезвычайно детально разработаны аспекты маневрирования в артериальной среде, поиска белков с помощью датчиков. Ученые провели виртуальные исследования нанороботов для лечения диабета, исследования брюшной полости, аневризмы мозга, рака, биозащиты от отравляющих веществ.
Космос
Нанопокрытия играют огромную роль в авиационной и космической промышленности:
1. повышают долговечность, надежность и эффективность разных компонентов;
2. препятствуют эрозии и износу
3.повышают качество поверхностей;
4. препятствуют коррозии, отслаиванию, окислению и перегреву.
В аэрокосмической промышленности разрабатывается несколько много функциональных нанопокрытий, которые должны обеспечить коррозийную защиту с помощью специальных материалов. Предполагается, что они будут способны обнаруживать коррозию и механическое повреждение и препятствовать им, реагировать на химическое и физическое воздействие, улучшать адгезию и повышать долговечность металлических конструкций. Одновременно разрабатываются легкие, прочные и термостойкие наноматериалы для авиационных двигателей.
Наноодежда
Модельеры и ученые-текстильщики создали одежду, которая может предотвращать простуду и грипп и не нуждается в стирке. Другой материал разрушает вредные газы, защищая владельца от смога и грязного воздуха.
Созданная Оливией Онг одежда частично состоит из материалов, разработанных учеными Джуаном Хинестрозой и Хонгом Донг.
«Мы думаем, что это один из первых случаев, когда нанотехнология вошла в мир моды,» — сказал Хинестроза. Он отметил, что у одежды есть один существенный недостаток — цена: один квадратный ярд хлопка с наночастицами стоил бы приблизительно $10 000.
Компьютеры и микроэлектроника.
Наноаккумуляторы - Американские ученые создали аккумуляторы, которые можно полностью зарядить всего за несколько секунд. Бюнгву Канг и Джербранд Сидер из Массачусетского Технологического института использовали в своей работе нанотехнологии. Получившийся в результате наноаккумулятор, обеспечивающий работу ноутбука, полностью заряжается за минут. Это является самым быстрым циклом зарядки для подобного материала. Удалось установить, что наноаккумулятор может не только быстро заряжаться, но и также быстро разряжаться, выдавая непривычную для таких устройств мощность. По мнению экспертов, свойства новых аккумуляторов позволят наконец ликвидировать последнее препятствие на пути создания электромобиля, сравнимого по скоростным характеристикам с обычной машиной.
Центральные процессоры - 15 октября 2007 года компания Intel заявила о разработке нового прототипа процессора, содержащего наименьший структурный элемент размерами примерно 45 нм. В дальнейшем компания намерена достичь размеров структурных элементов до 5 нм.
25 февраля 2008 года в Музее современного искусства в Нью-Йорке был представлен концепт мобильного телефона, разработанный компанией Nokia - Nokia Morph
С помощью нанотехнологий телефон способен вывести индустрию сотовых телефонов на новый уровень и удовлетворить новые потребности пользователей. Разумеется, пока этот аппарат существует только в виртуальной реальности. Элементы Nokia Morph могут быть доступны для интеграции в портативные устройства в течение 7 лет.
Наноарт - это новый вид искусства, связанный с созданием композиций микро- и наноразмеров под действием химических и физических процессов обработки материалов, фотографированием полученных нанообразцов с помощью электронного микроскопа, а затем раскраска в графическом редакторе.
Основоположник наноарта- румынский ученый и художник Крис Орфеску.
Из приведенных фактов видим неоспоримые преимущества применения нанотехнологий в различных областях. Нанотехнологии имеют большой потенциал коммерческого применения для многих отраслей, и соответственно помимо серьезного государственного финансирования, исследования в этом направлении ведутся многими крупными корпорациями.
Финансирование нанотехнологий в различных странах мира.
Развитие нанотехнологий в России.
На сегодняшний момент Россия не является безусловным лидером в области нанотехнологии. Доля России в общемировом технологическом секторе составляет около 0.3 %, а на рынке нанотехнологий — 0.04%. Во многом здесь сказался тот факт, что Россия обратила свое внимание на наноразработки на 7–10 лет позже, чем зарубежные страны.
Пальма первенства принадлежит двум странам: США и Японии. Это неудивительно, поскольку первой активно вкладывать средства в развитие данной области науки начала Япония, затем в гонку за мировое лидерство в области нанотехнологии включилась США, за ними страны Европы. Китай, в последнее время поражающий мир в различных областях, тоже наращивает обороты.
Россия же совсем недавно включилась в эту «гонку». 25 августа 2006 года после принятия Правительства РФ документа « Программа координации работ в области нанотехнологии и наноматериалов в Российской Федерации» началась практическая работа над разработкой конкретных мероприятий в области нанотехнологий. В программе определялись направления развития нанотехнологий, наноматериалов и ключевые мероприятия.
Российский рынок аналитического оборудования для исследования наноструктур в последнее время устойчиво растет: с 2007 по 2009 годы показатели прироста сектора находились на уровне 30–50 %. Активное развитие рынка началось в 2005 году в связи с введением гос-поддержки исследований в области нанотехнологий и материалов. Рост исследовательской активности, в свою очередь, стимулировал спрос на аналитическое оборудование
Несмотря на проблемы, связанные с финансированием проектов и «утечку мозгов», развитие нанотехнологий не стоит на месте. В 2008 году правительство России приняло «Программу развития наноиндустрии в Российской Федерации до 2015 года», согласно которой объём производства продукции наноиндустрии в России должен составить к 2015 году более 900 млрд руб. 6 октября 2009 года президент России Д. А. Медведев на открытии Международного форума по нанотехнологиям в Москве заявил: «Все мы должны сделать так, чтобы нанотехнологии стали одной из мощнейших отраслей экономики. Именно к такому сценарию развития я вас призываю». Д. А. Медведев предложил Минобрнауки увеличить количество специальностей в связи с развитием потребности в квалифицированных кадрах для нанотехнологий. Для реализации приоритетных направлений науки 18 марта 2010 года президент РФ Дмитрий Медведев объявил о строительстве российской «силиконовой долины» в Сколково.
26 апреля 2010 года в городе Рыбинске открылся завод по производству монолитного твёрдосплавного инструмента с многослойным наноструктурированным покрытием. Это первое нанотехнологическое производство в России. РОСНАНО потратила на финансирование этого проекта около 500 млн рублей.
В подмосковном городе Долгопрудный открылся научно-образовательный центр «Нанотехнологии» по изучению наноструктур с чётко определенным научным профилем – нанометрология. Такими же успехами в продвижении нанотехнологий может похвастаться и МГУ, который не только будет готовить специалистов для наноиндустрии, но и собирается открыть магистратуру по нанотехнологиям на своей базе.
На базе РНЦ «Курчатовский институт» появился первый в России научно-исследовательский центр. В его состав также вошли Петербургский Институт ядерной физики им. Б. П. Константинова РАН (Гатчина), Институт физики высоких энергий (Протвино) и Институт теоретической и экспериментальной физики (Москва).
Институте ядерной физики в первой половине 2011 года произошел запуск нейтронного реактора ПИК, который начал строиться ещё в 1970-х годах. Несколько лет назад было принято решение о возобновлении его строительства, предусматривалось вложить сотни миллионов долларов. Пуск реактора был запланирован на весну 2010 года, однако из-за проблем с финансированием получилась задержка.
Цель России – занять к 2015 году 3% мирового рынка высокотехнологичной продукции.
Ставропольский край всё-таки редко появлялся на оперативной карте отечественной наноиндустрии… Но-таки появился… Фонд инфраструктурных и образовательных программ подписал со Ставропольским краем инвестиционное соглашение о строительстве на территории региона Южного нанотехнологического центра.
Общая стоимость проекта превышает 1,3 млрд рублей, из которых более 800 млн рублей составят инвестиции Фонда инфраструктурных и образовательных программ. В качестве соинвесторов и соучредителей выступают еще два ставропольских ГУПа — «Управляющая компания инвестиционного и инновационного развития Ставропольского края» и «Гарантийный фонд поддержки субъектов малого и среднего предпринимательства в Ставропольском крае», а также ставропольский научно-производственный концерн ОАО «ЭСКОМ».
Создаваемый наноцентр будет специализироваться на нескольких направлениях: наноматериалы, нанобиотехнологии и наноэлектроника. Планируется, что здание наноцентра в Михайловске Ставропольского края будет введено в эксплуатацию в 2014 году. Проект создания нанотехнологического центра в Ставропольском крае был отобран по итогам третьего открытого конкурса по созданию наноцентров в регионах России.
IV.Выводы
Значительная часть того, что относится к области применения нанотехнологий принадлежит будущему, пусть и недалёкому, но всё же лишь гипотетическому (воображаемому).
Что же мешает технологиям создания сверхмалых объектов полноправно войти в нашу жизнь? Прежде всего: у учёных пока нет инструментов, которые могли бы служить промышленной основой изготовления наномеханизмов. Предложенные Э. Дрекслером наносборщики – ассемблеры обещают массу возможностей и перспектив для науки и техники, однако как изготовить такой ассемблер сегодня не знает никто.
1. Нанотехнологии - символ будущего, важнейшая отрасль, без которой немыслимо дальнейшее развитие цивилизации . Стремительное развитие компьютерной техники, с одной стороны, будет стимулировать исследования в области нанотехнологий, с другой стороны, облегчит конструирование наномашин.
2. Возможности использования нанотехнологий практически неисчерпаемы - начиная от микроскопических компьютеров, убивающих раковые клетки, и заканчивая автомобильными двигателями, не загрязняющими окружающую среду.
3. В нанотехнологиях наше будущее. Всем странам следует развивать эту отрасль науки
4. Изучение нанотехнологии принесет нам еще много научных побед в будущем.
Литература
1. Балабанов, В.И. Нанотехнологии. Наука будущего. /В.И. Балабанов. - М.: Эксмо, 2008. - 256 с.
2. Рыбалкина, М. Нанотехнологии для всех. /М. Рыбалкина. - М.: Nanotechnology News Network, 2006. - 444 с.
3. Альтман, Ю. Военные нанотехнологии. /Ю. Альтман. - М.: Техносфера, 2006. - 416 с.
4. Пул, Ч. Нанотехнологии. / Ч. Пул, Ф. Оуэне. - М.: Техносфера, 2006. - 260 с.
5. Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию. / Н. Кобаяси, пер. с япон. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. - 134 с.
Слайд 1
Тема исследовательской работы: « Нанотехнологии . Современное состояние и перспективы развития» Работу выполнила: Веснина Виктория МОУ СОШ № 5 8 классСлайд 2
Сегодня для большинства людей нанотехнологии – это же такая же абстракция, как и ядерные технологии в 30-е годы прошлого века. Однако нанотехнологии уже становятся ключевым направлением развития современной промышленности и науки. В.В.Путин
Слайд 3
Цель: 1. Разобраться в сущности понятия « нанотехнология », раскрыть суть нанонауки , рассмотреть историю ее развития, выделить объекты ее изучения. 2. понять, как человек реализует огромный потенциал нанонауки в повседневной жизни, её перспективы и будущее. 3. Сделать прогноз развития рынка нанотехнологий в России. Задачи исследования: 1. Познакомиться с историей возникновения нанотехнологий . 2 . Систематизировать научные исследования в области нанотехнологий
Слайд 4
Гипотеза: Изучая нанотехнологии , мы все больше расширяем область их применений – от медицины до космических исследований.
Слайд 5
Слово «нано» (от греческого nanos – карлик) это приставка, означающая одну миллиардную долю чего-либо
Слайд 6
Нанотехнологии – это технологии работы с веществом на уровне отдельных атомов .
Слайд 7
История появления нанотехнологии Нажимая на картинки, можно узнать интересную информацию
Слайд 8
История появления нанотехнологии В 1952г. советские учёные Л. В. Радушкевич и В. М. Лукьянович обнаружили первый наноматериал . Это были широко известные теперь углеродные нанотрубки . Диаметр «одномерных наноскопических объектов», как их назвали первооткрыватели, составил около 100 нм. Однако открытие осталось незамеченным. Всемирная слава нанотрубок началась в 1991 году, после публикации статьи о углеродных нанотрубках японского исследователя Сумио Иидзимы . Нажимая на картинки, можно узнать интересную информацию
Слайд 9
История появления нанотехнологии Многие источники, в первую очередь англоязычные, первое упоминание методов, которые впоследствии будут названы нанотехнологией , связывают с известным выступлением Ричарда Фейнмана «Там внизу много места» (англ. « There’s Plenty of Room at the Bottom »), сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на ежегодной встрече Американского физического общества. Ричард Фейнман предположил, что возможно механически перемещать одиночные атомы, при помощи манипулятора соответствующего размера, по крайней мере, такой процесс не противоречил бы известным на сегодняшний день физическим законам. Этот манипулятор он предложил делать следующим способом. Необходимо построить механизм, создававший бы свою копию, только на порядок меньшую. Созданный меньший механизм должен опять создать свою копию, опять на порядок меньшую и так до тех пор, пока размеры механизма не будут соизмеримы с размерами порядка одного атома. Нажимая на картинки, можно узнать интересную информацию
Слайд 10
История появления нанотехнологии Теоретическая подготовка к старту нанотехнологии началась под руководством Эрика Дрекслера . Дрекслер одним из первых осознал потенциал молекулярных машин и возможности контроля над синтезом сложных веществ. Первые научные публикации по этой тематике ученый представил в 1981 году, а через пять лет в книге « Механизмы создания » ( Engines of Creation ) описал термин « нанотехнология » и физические принципы систем молекулярного производства, которые смогли бы оперировать отдельными атомами. Второй известной книгой Дрекслера стали « Наносистемы », увидевшие свет в 1992 году. Работа стала фундаментальным трудом нанотехнологии . Эрик Дрекслер придумал самое любопытное наноустройство — ассемблер . Ассемблер способен к самопроизводству и предназначен для конструирования любых механизмов из атомов и молекул. Перед началом работы ассемблер считывает данные, а затем приступает к укладке атомов. Для выполнения обратной задачи был придуман дизассемблер . Работая в связке, наноботы смогут копировать вещества с точностью до атомов, создавать любые структуры. Однако создание самих ботов — пока невыполнимая задача. Нажимая на картинки, можно узнать интересную информацию
Слайд 11
История появления нанотехнологии Инженеры Герд Биннинг и Генрих Рорер создали сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), распахнувший двери в наноизмерение . Главная деталь этого микроскопа — эдакий щуп, острие которого имеет всего около десяти нанометров в диаметре. Острия обычных швейных иголок толще в тысячу раз. Разрешающая способность СТМ достигает 1 нм. Исследовать с помощью СТМ можно лишь токопроводящие материалы. Игла и образец должны находиться в вакууме. В этом случае предотвращается случайный захват молекулы какого-нибудь воздушного газа, что исказило бы результаты. В 1986 году создатели СТМ получили Нобелевскую премию по физике. Нажимая на картинки, можно узнать интересную информацию
Слайд 12
Где используют нанотехнологии ? В таких сферах как : Промышленность Космос Строительство Энергетика и машиностроение Медицина Робототехника Искусство и др.
Слайд 13
Современность и перспективы развития
Слайд 14
Строительство
Слайд 15
Медицина
Слайд 16
Космос
Слайд 17
Наноодежда Студент-дизайнер Оливия Онг обнимает манекены, одетые в одежду из материала с металлическими наночастицами , полученного в сотрудничестве с учеными Джуан Хинестроза и Хонг Донг
Слайд 18
Компьютеры и микроэлектроника бора диаметром 50 нм, синтезированные с помощью химического осаждения кремния из газовой среды.
Слайд 19
Искусство
Слайд 20
Карта мира, где красными точками изображены города, где ведутся нанотехнологические исследования
Слайд 21
Финансирование нанотехнологий в различных странах мира
Слайд 22
Распределение патентных заявок на нанотехнологии по странам
Слайд 23
Развитие нанотехнологий в России.
Слайд 24
В Ставропольском крае ожидается появление наноцентра
Слайд 25
Выводы: 1. Нанотехнологии - символ будущего, важнейшая отрасль, без которой немыслимо дальнейшее развитие цивилизации . Стремительное развитие компьютерной техники, с одной стороны, будет стимулировать исследования в области нанотехнологий , с другой стороны, облегчит конструирование наномашин . 2. Возможности использования нанотехнологий практически неисчерпаемы - начиная от микроскопических компьютеров, убивающих раковые клетки, и заканчивая автомобильными двигателями, не загрязняющими окружающую среду. 3. В нанотехнологиях наше будущее. Всем странам следует развивать эту отрасль науки 4. Изучение нанотехнологии принесет нам еще много научных побед в будущем.
Компас своими руками
Старинная английская баллада “Greensleeves” («Зеленые рукава»)
Нечаянная победа. Айзек Азимов
Камилл Фламмарион: "Астрономия - наука о живой Вселенной"
Кто самый сильный?