- это мир будущего

Выполнила: студентка НИ-12-1

Силина Д.Г.

Итак, хочу представить вам небольшой рекламный проект, цель которого привлечь ваше внимание к

развитию нанотехнологий. Пора уже человечеству переходить на новый

уровень развития и достижения в нанотехнологиях тому подтверждение. Я попытаюсь за эти несколько

минут вместе с вами заглянуть в это странное и новое слово «нано». По истечению моего рассказа каждый

из вас должен ответить на поставленный вопрос

«Нужно ли нам нано?».Но я уже могу с точностью сказать, что за нано

будущее!

Ученые всего мира единогласно называют нанотехнологии самым перспективным и многообещающим ноу-хау XXI века. Именно этой области фундаментальной и прикладной науки принадлежит ключевая роль в мировом экономическом и социальном развитии. И даже несмотря на относительно недавнее начало работ в этой области , уже сегодня можно говорить о том, что данные технологии не только способствуют появлению новых продуктов, но и повышают эффективность использования существующих материалов и, соответственно, качество жизни миллионов людей.

НАНО

РАЗВИТИЕСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ

ПРОГРЕССПРОДВИЖЕНИЕ

БУДУЩЕЕ

СТРОИТЕЛЬСТВО

СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО

ЭЛЕКТРОНИКА

МЕДИЦИНА

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬМАШИНОСТРОЕНИЕ

РОБОТЕХНИКА

ВОЕННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА

НЕФТЯНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Строительство Наноинециаторы(специальные добавки)

Роботехника Нано-, микро- и макророботы

Теплоэнергетика Системная техника

Машиностроение Нанопленки, наноприсадки, нанопокрытия

Сельское хоз-во Наноудобрения

Медицина Наносенсоры (диагностические)

Электроника Микроскопы, процессоры, чипы, датчики

Пищевая пром-ть Наночастицы микроэлементов(цинк, фосфор и др.)

Военная пром-ть Датчики, бронированное покрытие

Химическая пром-ть Высокопористые катализаторы, нанореагенты

и многое другое…

Краткая предыстория…

Ричард Фейнман Эрик Дрекслер

Сумио Иджима 

Ричард Фейнман - американский ученый. Идея о том, что вполне возможно собирать устройства и работать с

объектами, которые имеют наноразмеры, была впервые высказана в выступлении речи лауреата Нобелевской премии Ричарда Фейнмана в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте ("Там, внизу, полно места!"). Тогда Фейнман сказал, что когда-нибудь, например, в 2000 г., люди будут удивляться тому, что до 1960 г. никто не относился серьёзно к исследованиям наномира. По словам Фейнмана человек очень долго жил, не замечая, что рядом с ним живёт целый мир объектов. Только представьте себе возможности, которые открываются перед человечеством, если оно овладеет такими нанотехнологиями, которыми уже владеет каждая клетка человека.

В своей лекции Фейнман много говорил и о перспективах нанохимии. На фото слева Р. Фейнман рассматривает с помощью микроскопа сделанный микромотор, размером 380 мкм, показанный на рисунке справа. 

Сумио Иджима – японский ученый. В 1991 году Сумио Иджима из корпорации «NEC»

открыл углеродные нанотрубки – свернутые в трубочки графитовые слои наноразмеров. Также получил премию Кавли-2008 за достижения в области нанотехнологий. Иджима получил награду за открытие коллоидных полупроводниковых нанокристаллов, известных, как квантовые точки.

Эрик Дрекслер- инженер, американский ученый. Ученый первым привлёк внимание человечества к

нанотехнологиям. Собственно, сам термин «нанотехнологии» стал популярен именно после выхода в свет знаменитой книги Дрекслера «Машины созидания». Автор концепции нанотехнологического механосинтеза, первый теоретик создания молекулярных нанороботов.

"Уголь и алмазы, песок и чипы компьютера, рак и здоровая ткань - на всём протяжении истории, в зависимости от упорядочения атомов, возникало дешевое или драгоценное, больное или здоровое. Упорядоченные одним образом, атомы составляют почву, воздух и воду; упорядоченные другим, они составляют спелую землянику. Упорядоченные одним образом, они образуют дома и свежий воздух; упорядоченные другим, они образуют золу и дым… Законы природы дают много возможностей для прогресса, и давление мировой конкуренции всегда толкает нас вперед. Хорошо это или плохо, но самое большое технологическое достижение в истории ожидает нас впереди"

Эрик Дрекслер «Машины созидания: грядущая эра нанотехнологии»:

Коллеги из журнала «Российские нанотехнологии» опубликовали интервью с Эриком Дрекслером.

Ученый отвечал на многие вопросы, связанные с прогнозом развития наноиндустрии.

Как Вы оцениваете российские достижения в этой области исследований и разработок?— Вклад русских учёных очень важен во многих областях, включая нанонауку и нанотехнологии. Их достижения ускоряют создание технологий, которые открывают возможности для устойчивого глобального развития и помогут мировому сообществу решить проблемы производства, загрязнения окружающей среды и истощения ресурсов, которые сегодня лежат в основе многих конфликтов.выбросов в окружающую среду.

Допускаете ли Вы сценарий развития науки в следующие 15—20 лет, при котором нанотехнологии не будут играть лидирующей роли?— Пока нет и не предвидится такой технологии, которая могла бы заменить мощные методы производства атомарной точности. Разнообразие высококачественной продукции, которую можно получить с их помощью, необычайно велико, так же как и шансы уменьшить затраты на производство, потребление ресурсов и количество вредных

Почему я выбираю «нано»?

На данный вопрос я дам пять ответов, которые являются решающими при выборе работы именно в данной области.

1. Нанотехнологии изучают совокупность физических и химических методов и явлений, а не какую-либо одно направление.

2. Современные тенденции – минитюаризация.3. Нанотехнологии позволяют погрузиться в

микромир, изучать новое и неизведанное.4. Нанотехнологии – основное направление

будущего.5. Нано – это выгодно, перспективно, надолго.

1) Развитие науки.

2) Прекращение «научной» эмиграции.

3) Улучшение качества выпускаемой продукции в различных сферах деятельности.

Зачем нам нанотехнологии?

Многие люди говорят : «Есть то, что нельзя увидеть,

как бы ни всматриваться». Нет ничего невозможного для нанотехнологий!

Изучая эту науку, вы постигаете неизведанный ранее наномир, учитесь находить важное и ценное в мельчайших деталях…Итак, давайте на пару минут заглянем в «волшебный мир» нано!

НАНО

Нано-цветы, структуры, образованные из сульфидов германия

Манипуляций с отдельными атомами и молекулами для построения сложных структур и / или ремонта

НАНО Выращивание особых ворсинок, при высыхании которых они сами собой заплетались в причудливые структуры. Когда ворсинки сворачиваются, они могут захватить в себя какой-то объект с большой силой. При изменении кислотности (или других свойств, по нашему выбору) окружающей среды они выпускают этот объект.

Нано-цветы полученные из оксида цинка.

Выращивание изящных нано- и микроструктур из металлов (электрохимическим методом в пористых мембранах).

НАНО

Нано-ландшафты от Michael Oliveri

Наноматериалы окружают нас всюду. Всё в мире состоит из мельчайших частиц. Несомненно, нас всегда интересует нечто новое и интересное, поэтому нанонаука привлекает внимание миллионов, любознательных и целеустремленных людей. Узнать устройство всех материалов и структур в природе – вот основная идея нано!

Нанотехнологии дают возможность самому найти объяснение или определение тому или иному явлению.Не совпадение то, что самую почетную премию в области науки – Нобелевскую премию, присудили именно за открытие в области нанотехнологии (наноэлектроники). Андрей Гейм и Константин Новосёлов – первые учёные, лауреаты Нобелевской премии, которым удалось получить ГРАФЕН (слой углерода толщиной в 1 атом). Эти ученые совершили огромный прорыв в развитии науки в целом. Они добились таких результатов благодаря тому, что искали «новое» не на поверхности, а внутри материала, постигая и изучая каждый атом, изучение нанонаук - это способ каждому человеку заглянуть в мир молекул и атомов, изучить их, и несомненно, для себя или для мира открыть что-то новое!

Интересно!НАНОМАШИНЫ

(Nanocars)

Райса (Rice University) под руководством профессора Джеймса Тура (James M. Tour) работает над созданием автомобилей, которые будут как минимум в 10 000 000 раз меньше машины Винтика и Шпунтика! Размер наноавтомобилей составляет всего 3−4 нанометра. Они настолько малы, что на площади размером всего 1×1 мм можно устроить стоянку на 10 000 000 000 таких транспортных средств! В отличие от сказочного автомобиля Винтика и Шпунтика наномашины профессора Тура существуют на самом деле, передвигаются под действием температуры или света.

Схема первого наноавтомобиля, способного ездить по поверхности золота. Хорошо видно, что это большая органическая молекула, состоящая из почти 300 атомов трех видов – углерода, кислорода и водорода. В качестве колес использованы четыре молекулы фуллерена С60, которые связаны химическими связями с каркасом машины. У первого наноавтомобиля уникальная сферическая формула молекул фуллерена позволила обеспечить настоящее вращение колес.

«молекулярный мотор» – наноактюатор

Конструкция: мотор представляет собой подвижную лопасть, установленную в центре рамы наноавтомобиля. Под действием излучения (использовался свет с длиной волны 365 нм) лопасть начинает вращаться и, отталкиваясь от золотой подложки, приводит наномашину в движение.

«Умные материалы»«Smart materials»

Развитие нанотехнологий ведет к все более широкому распространению так называемых «умных материалов» – материалов, реагирующих на изменения окружающей среды и изменяющих свои свойства в зависимости от условий.Самым простым примером природного «умного материала» является наша кожа – благодаря миллиардам связанных с головным мозгом нанодатчиков, которыми покрыто наше тело, человек с закрытыми глазами может узнавать предметы, рефлекторно отдергивать руку, чтобы не обжечься, а также переносить высокие и низкие температуры.Ученые создали искусственным путем материалы, которые изменяют свои свойства в зависимости от воздействия на них.

К числу вещей, искусственно созданных из «умных материалов», в первую очередь, следует отнести:

Ткани

Автомобили

др.

«Умные материалы»«Smart materials»

«Умная ткань», реагирует на изменение температуры (пропускающая воздух, когда жарко, и уплотняющееся, когда холодно) и способна убивать бактерии, разлагать грязь и пот и легко пропускать влагу наружу, отталкивая внешнюю воду. Такая ткань используется для пошива спортивной одежды, постельного белья в госпиталях и одежды для медиков.

Однако нанотехнологии позволяют не только создавать ткани с «улучшенными» свойствами, но и реализовывать некоторые, казалось бы, фантастические проекты…

«Умная ткань»

Уже сегодня продемонстрированы первые образцы костюма-невидимки, принцип работы которого заключается

в системе встроенных миниатюрных видеодатчиков и светоизлучающих элементов. Материал такого костюма это совокупность микропередатчиков и

микроприёмников изображения. То, что фиксируется со спины, проецируется на переднюю часть костюма, с помощью микропроцессора и наоборот. Тем самым и

создаётся эффект невидимости.

На основе «умных жидкостей», содержащих

наночастицы и способных изменять свою вязкость под действием

электрического (электро-реологические жидкости) или

магнитного (магнито-реологические жидкости) полей,

создается ткань для нового поколения бронежилетов.

Представьте, что на вас надет костюм, в котором циркулирует «умная жидкость». Увидев, что в вас целятся, нажимаете на кнопку,

включающую поле, и жидкость в костюме мгновенно затвердевает до пуленепробиваемости.

«Умная жидкость»Не подумайте, что «умные материалы» –

это исключительно ткани. Ведущая фирма по производству

магнитореологических жидкостей американская «Лорд корпорейшн» еще в 1997 году добилась первого серьезного успеха, применив «умную жидкость» в

подвесках автомобилей.В таких подвесках чуткие сенсоры (на радарах) «щупают» профиль лежащей

перед автомашиной дороги, непрерывно передавая эту информацию на демпфер.

Электромагнитный виток внутри демпфера воспринимает ее и создает

необходимой величины магнитное поле, которое, в свою очередь, меняет вязкость «умной жидкости» до нужной величины,

то есть так, чтобы упругость подвески соответствовала сиюминутной

потребности.

«Умная жидкость»

В мире ещё много разработок, которые удивляют наше воображение. Любой человек

может найти именно то, что интересно ему. Для создания таких удивительных вещей

каждый должен познать мир нано, ведь именно там кроется всё то, что позволит нам создавать нечто новое и уникальное!

И, возможно, именно Вы подарите миру изобретения, которые будут поистине важные и

великие!

«Успехи науки – дело времени и смелости ума»Вольтер

Прогноз развития. Будущее нано.Что же будет дальше – каких чудес и разочарований ждать через 20, 30, 40 лет? На подобные вопросы всегда трудно ответить точно, поэтому,

с учетом последних новостей, давайте рассмотрим темпы развития нанотехнологий.

В 2003 году командой сайта Nanotechnology News Network была предпринята попытка составить широкий прогноз развития

нанотехнологий с 2003 года по 2050. Большинство того, что мы предвидели, сбылось, и, даже удивило темпами развития. Это касается

наноэлектроники, спинтроники, квантовых вычислений, материаловедения и других отраслей. Были и ошибочные прогнозы но,

как показывает динамика развития, в недалеком будущем эти прогнозы также сбудутся.

Нанотехнологии в 20... году.

Управляемый механосинтез

Наномедицинские роботы

Квантовые ПК

«Умные» материалы

Космические инновации

Управляемый механосинтез Наномедицинские роботы

Конструирование молекул из атомов посредством механического приближения

Конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя наноустройства и наноструктуры

Квантовые ПК «Умные» материалы

Квантовое вычислительное устройство. Используя квантовые механические явления, компьютеры могут стать более мощными, чем их классические цифровые предшественники.

«Умные» материалы представляют собой программно-аппаратный комплекс из всевозможных сенсоров, миниатюрных компьютеров и исполнительных наноустройств.

Космические инновации

Создании сверхмалых кибернетических летательных аппаратов, которые можно будет использовать в качестве зондов. Также, вероятно, станет возможным построение автономных орбитальных комплексов на основе самореплицирующихся структур.

Космическая капсула-робот Проектный вариант космического корабля ближайшего будущего 

Разработки, находящиеся в лабораторных тестированиях.

Нейрочипы и нейроинтерфейс Робот-амеба

Свою работу я хочу закончить словами Ральфа Меркли (компания Xerox), который сказал : 

«Нанотехнологии произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую произвели

компьютеры в манипулировании информацией». Несомненно, эти слова передают одну из

основополагающих целей развития нанотехнологий: нано произведет небывалую техническую «революцию» в мире, и каждый, кто захочет заниматься нанотехнологиями,

примет в этом участие!