Что такое нано. Что такое нано. История История

нанотехнологий.нанотехнологий.

Выполнила:Выполнила:

Аникеева Евгения Аникеева Евгения

544 группа544 группа2006 год2006 год

Днем рождения нанотехнологий Днем рождения нанотехнологий считается считается 29 декабря 1959 29 декабря 1959 г.г. Профессор Калифорнийского Профессор Калифорнийского

технологического института технологического института Ричард Фейнман (Нобелевский Ричард Фейнман (Нобелевский лауреат 1965г.) в своей лекции лауреат 1965г.) в своей лекции

““Внизу полным-полно места: Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир приглашение в новый мир

физикифизики””, прочитанной перед , прочитанной перед Американским физическим Американским физическим

обществом, отметил обществом, отметил возможность использования возможность использования

атомов в качестве атомов в качестве строительных частиц.строительных частиц.

““нано-нано-”” от греческого слова от греческого слова “nanos”,“nanos”, что что переводиться как переводиться как ““карликкарлик”” и означает и означает одну миллиардную часть чего-либо.одну миллиардную часть чего-либо.

НаноматериалыНаноматериалы – объекты, содержащие – объекты, содержащие элементы нанометровых размеров, элементы нанометровых размеров, определяющие их свойства (1-200 нм).определяющие их свойства (1-200 нм).

НанотехнологииНанотехнологии - процесс разделения, - процесс разделения, сборки и изменения материалов путем сборки и изменения материалов путем воздействия на них одним атомом или воздействия на них одним атомом или одной молекулой. одной молекулой.

1974 г.1974 г. Японский физик Норио Японский физик Норио Танигучи, работавший в Танигучи, работавший в

Токийском университете, Токийском университете, предложил термин предложил термин

““нанотехнологиинанотехнологии””, быстро , быстро завоевавший популярность в завоевавший популярность в

научных кругах. научных кругах.

Появление наноструктур потребовало новых Появление наноструктур потребовало новых методов и средств, позволяющих изучать их методов и средств, позволяющих изучать их свойства. С момента изобретения Гердом свойства. С момента изобретения Гердом Биннингом и Генрихом Рорером первого Биннингом и Генрихом Рорером первого варианта сканирующего туннельного варианта сканирующего туннельного зондового микроскопа в 1982г. Прошло всего зондового микроскопа в 1982г. Прошло всего 24 года, но за это время он превратился в 24 года, но за это время он превратился в один из мощнейших инструментов один из мощнейших инструментов нанотехнологии. Сейчас известны десятки нанотехнологии. Сейчас известны десятки различных вариантов зондовой сканирующей различных вариантов зондовой сканирующей микроскопии. Все известные в настоящее микроскопии. Все известные в настоящее время методы можно условно разбить на три время методы можно условно разбить на три основные группы:основные группы:

- сканирующая туннельная микроскопия;- сканирующая туннельная микроскопия; - атомно-силовая микроскопия;- атомно-силовая микроскопия; - ближнепольная оптическая - ближнепольная оптическая

микроскопия;микроскопия;

В В 1985 г. 1985 г. Херольд Крото с Херольд Крото с сотрудниками обнаружили в порах сотрудниками обнаружили в порах графита, полученные его графита, полученные его испарением под лазерным пучком, испарением под лазерным пучком, кластеры углерода. Наиболее кластеры углерода. Наиболее стабильными из них оказались С60 и стабильными из них оказались С60 и С70. Позднее их стали называть С70. Позднее их стали называть фуллеренами в честь американского фуллеренами в честь американского архитектора Р. Фуллера, архитектора Р. Фуллера, получившего патент на получившего патент на строительство конструкции в виде строительство конструкции в виде многогранных сфероидов для многогранных сфероидов для перекрытия больших помещений. перекрытия больших помещений. Эти ученые также впервые сумели Эти ученые также впервые сумели измерить объем размером в 1 нм.измерить объем размером в 1 нм.

Графеном (Graphene)Графеном (Graphene) называется слой атомов называется слой атомов углерода, соединенных посредствам связи углерода, соединенных посредствам связи sp²sp². .

Графен характеризуется большой Графен характеризуется большой механической жесткостью, высокими механической жесткостью, высокими

значениями теплопроводности и значениями теплопроводности и электрической проводимости, что делает его электрической проводимости, что делает его

перспективным материалом для использования перспективным материалом для использования в самых различных приложениях – от в самых различных приложениях – от

наноэлектроники до покрытия фюзеляжей наноэлектроники до покрытия фюзеляжей авиалайнеров. Но процедура отделения авиалайнеров. Но процедура отделения

графеновых слоев от графита крайне сложна, графеновых слоев от графита крайне сложна, поэтому один из путей практического поэтому один из путей практического

использования их уникальных свойств состоит использования их уникальных свойств состоит в том, чтобы попытаться изготовить композиты в том, чтобы попытаться изготовить композиты

на их основе. Данная материя не является на их основе. Данная материя не является просто кусочком обычного угля, графита или просто кусочком обычного угля, графита или

алмаза. Из-за своих малых размеров она алмаза. Из-за своих малых размеров она проявляет удивительные свойства.проявляет удивительные свойства.

Поразительные факты, Поразительные факты, наблюдающиеся в графене:наблюдающиеся в графене:

В статье, опубликованной 10 ноября 2005 года в В статье, опубликованной 10 ноября 2005 года в журнале Nature, Константин Новоселов и Андре Гейм журнале Nature, Константин Новоселов и Андре Гейм утверждают, что электрические заряды в графене утверждают, что электрические заряды в графене ведут себя как релятивистские частицы с нулевой ведут себя как релятивистские частицы с нулевой массой покоя. Эти частицы, известные как массой покоя. Эти частицы, известные как безмассовые фермионы Дирака, предсказаны теорией безмассовые фермионы Дирака, предсказаны теорией относительности Эйнштейна и описаны уравнением относительности Эйнштейна и описаны уравнением Дирака. В графене удалось наблюдать когеренцию Дирака. В графене удалось наблюдать когеренцию электронов при комнатной температуре, что электронов при комнатной температуре, что свидетельствует о проявлении эффектов квантовой свидетельствует о проявлении эффектов квантовой интерференции. интерференции.

При сворачивании графена в цилиндр получается При сворачивании графена в цилиндр получается одностенная нанотрубка, а совокупность большого одностенная нанотрубка, а совокупность большого количества таких параллельных друг другу слоев количества таких параллельных друг другу слоев представляет собой графит. В зависимости от представляет собой графит. В зависимости от конкретной схемы сворачивания графитовой конкретной схемы сворачивания графитовой плоскости, нанотрубки могут быть и проводниками, и плоскости, нанотрубки могут быть и проводниками, и полупроводниками.полупроводниками.

Графен С62H20

1986 г.1986 г. Американский ученый Эрик Американский ученый Эрик Дрекслер написал книгу «Машины Дрекслер написал книгу «Машины созидания»,где выдвинул созидания»,где выдвинул концепцию универсальных концепцию универсальных молекулярных роботов, работающих молекулярных роботов, работающих по заданной программе и по заданной программе и создающих что угодно (в том числе создающих что угодно (в том числе и себе подобных) из подручных и себе подобных) из подручных молекул. Ученный уже тогда молекул. Ученный уже тогда довольно точно предсказал немало довольно точно предсказал немало грядущих достижений грядущих достижений нанотехнологии. Его прогнозы нанотехнологии. Его прогнозы сбываются, причем нередко со сбываются, причем нередко со значительным опережением сроков.значительным опережением сроков.

Области применения Области применения нанотехнологий:нанотехнологий:

электроника;электроника; энергетика;энергетика; медицина;медицина; промышленность.промышленность.

Будущее нанотехнологий:Будущее нанотехнологий: разработка новых типов двигателей, разработка новых типов двигателей,

топливных элементов и транспортных топливных элементов и транспортных средств;средств;

новая экономика, основанная на новая экономика, основанная на нанотехнологиях и нанопродуктах;нанотехнологиях и нанопродуктах;

перестройка системы образования на перестройка системы образования на всех уровнях;всех уровнях;

более доступное и эффективное более доступное и эффективное медицинское обслуживание;медицинское обслуживание;

образование глобальной системы образование глобальной системы связи;связи;

сводное и интеллектуальное общество;сводное и интеллектуальное общество;

Литература:Литература:1.1.          httphttp://://wwwwww..abituraabitura..comcom//modernmodern__physicsphysics//nanonano//nanonano2.2.htmlhtml2.2.          httphttp://://wwwwww..computercomputer--museummuseum..ruru//technlgytechnlgy//nanonano..htmhtm3.3.          httphttp://://wwwwww..nanoforumnanoforum..orgorg//4.4.          httphttp://://wwwwww..wikipediawikipedia..orgorg//