Учебно-исследовательская работа "Нанотехнологии"
творческая работа учащихся по информатике (4 класс)

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 14» г. СЕРГИЕВ ПОСАД

Учебно-исследовательская работа

 «Нанотехнологии»

АВТОР

Шипошин Богдан

ученик 4«Г» класса

муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения

 «Средняя  общеобразовательная  школа №14»

г. Сергиев Посад

РУКОВОДИТЕЛЬ

Прокопенко

Наталья Владимировна

учитель начальных классов

муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения

 «Средняя общеобразовательная школа №14»

г. Сергиев Посад

СЕРГИЕВ ПОСАД - 2018

CОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Я учусь в 4 «Г» классе школы №14 города Сергиев Посад. С самого детства я увлекаюсь точными науками. Недавно по телевизору я услышал про «нанотехнологии» и мне очень захотелось разобраться, что это такое и для чего они нужны.

Так предметом моего исследования стала область науки «нанотехнологии», а объектом – «нано» частица.

Цель работы: понять, что такое нанотехнологии и зачем они нужны человечеству.

Для изучения материала я определил задачи своего исследования:

1. Узнать историю возникновения нанотехнологий.
2. Изучить интересные факты о нанотехнологиях.
3. Познакомиться с местами применения нанотехнологий.

Для решения поставленных задач я определил методы исследования: изучение материала с помощью энциклопедий, различных печатных изданий, интернета.

Гипотеза работы: нанотехнологии это будущее для всех людей.  

Актуальность темы обусловлена современными проблемами.

РАЗДЕЛ 1. ИСТОИЯ РАЗВИТИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ

Среди героев многих сказок часто можно встретить карликов. Вспомним мальчика Якоба, превращенного колдуньей и прозванного Карлик- Носом. Удивительные волшебные приключения выпали на его долю. По-другому и быть не могло, на то она и сказка! По древне-гречески карлик –это НАНОС. А наука и основанная на ней технология стали называться НАНОТЕХНОЛОГИЯ. Что же  это за наука такая?

Много из того, что раньше было в сказках, стало для нас привычным делом. Ковер-самолет превратился в хорошо всем известный воздушный лайнер, а волшебное зеркальце в телевизор и интернет. И такие чудеса произошли не с помощью волшебников, а благодаря развитию науки и техники.

Все вы конечно знаете, что такое метр и сколько в нем сантиметров. Для измерения самых маленьких частиц ученые предложили новую единицу –НАНОМЕТР. Он равен одной миллиардной части метра. Чтобы представить такую величину, возьмем обыкновенный волос. Он очень тоненький. Но не для нанотехнологии. По ее меркам толщина человеческого волоса составляет примерно 50 тысяч нанометров. Это уже не карлик, а великан! И для нанотехнологии он не представляет интереса.

Главный объект исследования новой науки - это атомы и молекулы. Их размеры находятся в пределах от одной десятой (0,1) до нескольких нанометров.

Первым достижением нанотехнологии стало изобретение в 1980 году швейцарскими учеными особого микроскопа. С его помощью удалось переместить отдельные атомы и фрагменты молекул  в заранее определенные места. Микроскоп получил название «Туннельный», а ученым присудили самую значительную награду в научном мире – Нобелевскую премию.

Но зачем перемещать атомы и молекулы? Оказывается, атомы и молекулы, из которых состоит любое вещество, отличаются по своим свойствам от него самого.  Графитовый стержень карандаша, построенный из атомов углерода, довольно мягкий. Но материал, состоящий из тех же атомов углерода и в виде нанотрубок уже намного прочнее стали. Открыв возможность построения частиц в новые структуры, ученые поняли, что материалам можно предавать ранее не свойственные им полезные и очень нужные качества.

РАЗДЕЛ 2. ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О НАНОТЕХНОЛОГИЯХ

Трудно представить себе будущее без нанотехнологий. Управление материей на уровне атомов и молекул открыло путь к большинству очень интересных открытий в химии, биологии и медицине. Но возможности нанотехнологий намного шире и до конца еще не изучены.

Создание фильмов.

Если бы не изобретение нано-микроскопа в 1980 году, то нанотехнологии остались бы простой выдумкой ученых. При помощи микроскопа ученые смогли увидеть то, что раньше не представлялось возможным. С помощью удивительных возможностей микроскопа ученые создали самый маленький в мире мультфильм. Двигая отдельные атомы материи по медной поверхности. На протяжении 90 секунд мальчик из молекул окиси углерода мог играть с мячом, танцевать и подпрыгивать на батуте. Весь сюжет фильма, состоящего из 202 кадров, происходил на площади размером в 1/1000 толщины человеческого волоса.

Зарядка телефона

Какой бы модели или марки не был телефон или смартфон, iPhone или Samsung все они имеют недостаток - быстро садится батарейка. Израильским ученым удалось создать аккумулятор, зарядка которого длится 30 секунд. Во время демонстрации на выставке достижений, батарейка телефона Samsung Galaxy S3 был заряжен меньше чем за минуту от 0 до 100%.

Разумная доставка лекарств

Ученые всего мира при проведении исследований узнали, что иммунная система человека сама способна вырабатывать лекарства для борьбы с разные болезнями, только ей в этом нужна помощь. Иммунная система человека будет «перепрограммирована» с помощью специальной капсулы наноразмера, в результате клетки начнут вырабатывать собственное лекарство. Возможно уже совсем скоро на Земле не останется болезней.

Новые рекорды

Все время человек  пытался создать что-то самое большое, самое быстрое и самое сильное. Когда же нужно создать нечто совсем маленькое, то без нанотехнологий здесь не обойтись. Например, благодаря нанотехнологиям была напечатана самая маленькая книга в мире. Ее размеры составляют 70х100 микрометров. Сама книга состоит из 30 страниц, на которых размещены буквы из кристаллического кремния. Стоимость книги оценивают в 15 000 долларов, а чтобы ее прочитать понадобится не менее дорогой микроскоп.

Развитие разных наук и их разделов происходит для того, чтобы жизнь человека была удобнее, лучше, интереснее и безопаснее. Нанотехнологии также помогают человечеству развиваться и покорять новые горизонты.

РАЗДЕЛ 3. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА

В современном мире все больше и больше мест, в которых возможно использование нанотехнологий. Поговорим немного подробнее об использовании нанотехнологий в медицине.

В медицине нанотехнологий нужны для того, чтобы находить «больную» клетку и, изменяя ее структуры, помогать ей выздороветь. Таким образом, наночистицы в медицине должны не только находить поврежденные клетки, но и излечивать их.

Еще одна область применения нанотехнологии – это биология. Одной из главных задач в биологии является расшифровка последовательности цепочек ДНК. Нано частицы в микроскопических чипах помогают распознать структуру молекул ДНК.

Так же нанотехнологии используют в косметике. При помощи нанотехнологии можно будет выглядеть на 15-20 лет моложе. При помощи нанотехнологии разглаживаются морщины, прыщи и разные дефекты кожи. Нано частицы, содержащиеся в кремах, проникают глубоко под кожу и меняют ее структуру.

Есть много других примеров применения нанотехнологий в жизни: в сельском хозяйстве, криминалистики, экологии, искусстве и с каждым годом таких примеров становится больше.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Занимаясь исследованием, мы узнали о современной области технической науки – нанотехнологии. Нанотехнологиии - это будущее человечества. Будущее без болезней, голода и холода. Со времен все больше сфер человеческой жизни захватят нанотехнологии.

Проведенное нами исследование позволяет сделать следующие выводы:

• Человечество постоянно развивается и совершает новые открытия, одним из таких и стало развитие нанотехнологий.
• В будущем нанотехнологии будут помогать в различных сферах нашей жизни.
• Много профессий в будущем будут брать свои основы именно из нанотехнологий.

Таким образом, проведя исследование и рассмотрев только малую часть возможного применения нанотехнологий уже сейчас можно с уверенностью сказать, что это наше светлое будущее. Развитие этой области науки идет медленными темпами, из-за того, что является очень затратным, но в тоже время очень перспектиынвм. Именно поэтому много стран по всему миру вкладывают большое количество денег в эту область технической науки.

Когда я вырасту, мне бы очень хотелось связать свою жизнь с развитием нанотехнологий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Черненко Г.. Нанотехнологии. Настоящее и будущее. Школьный путеводитель: Мир книги, 2011.

2. http://newnano.ru/entsciklopediya/nanotehnologiya/ 

3. https://novate.ru/blogs/  

4. https://newizv.ru/