Бритвин Юрий Работу выполнил: Бритвин Юрий Руководитель : Минигалеева Т.В.

Цели исследования: Рассмотреть различные перспективы развития отрасли науки – нанотехнологии Выявить достоинства и недостатки дальнейших открытий в этой области

Этапы исследования: Выбор темы Подбор материала Классификация Иллюстрация Оформление Подведение итогов

Эпоха нанотехнологий не за горами По мнению западных экспертов, времена, когда продукция на базе нанотехнологий выйдет на массовый рынок, уже не за горами. Речь идет, конечно, не о тех инновационных продуктах, наподобие нанороботов, с которыми принято ассоциировать нанотехнологии в массовой культуре. В первую очередь речь идет о новых лекарствах, а также предметах быта, которые будут создаваться с использованием нанотехнологий. По мнению экспертов, в первую очередь нанотехнологии получат распространение в США, Японии и Китае.

Нанотехнологии в медицине

Американские ученые создали первого наноробота В мире появился первый наноробот, который уже успешно прошел первые лабораторные испытания. Ученые из американского Университета Джона Хопкинса создали наноробота для использования в медицинских целях в организме человека. Таким образом, создание первых нанороботов уже не дело далекого будущего - а реалии сегодняшнего дня. Этих нанороботов планируется использовать в медицинских целях - устройства будут заниматься решением проблем на клеточном уровне.

Наноробот сможет реализовывать сложные операции на клеточном уровне с большой точностью. Размер аппарата в диаметре меньше одной десятой миллиметра. Наноробот может проникать в человеческий организм, и далее, используя в качестве индикатора биохимические сигналы клеток, бороться со злокачественными клетками.

Наночастицы против рака Еще несколько лет назад ученые выяснили, что раковые клетки можно убивать, вводя в опухоль золотые наночастицы и нагревая их светом. Совсем недавно исследователи из Северо-Западного университета США выяснили, как именно следует формировать такие частицы, чтобы эффект при подаче инфракрасного излучения был оптимальным. Это исследование может дать заметный толчок в освоении способов лечения рака с помощью нанотехнологий. При освещении наночастицы из благородных металлов нагреваются. Этот нагрев можно использовать для того, чтобы точечно ликвидировать опухолевые клетки, не повреждая окружающие ткани. Для такой операции, которую называют фототермической терапией, идеально подходят наночастицы из золота, поскольку лучше всего подстраиваются под инфракрасное излучение. Кроме того, они не токсичны и их поверхность может модифицироваться антителами, чтобы взаимодействовать с конкретными рецепторами на опухолевых клетках.

Датчик уровня глюкозы – прямо под кожей Нанотехнологии сегодня позволяют разработать технологию постоянного отслеживания уровня сахара в крови человека и подачи сигнала при необходимости введения инсулина. Осуществляться такой контроль будет при помощи нанодатчиков, вводимых непосредственно под кожу, как краска при нанесении татуировки. Повышение уровня глюкозы будет запускать механизм изменения цвета при инфракрасном освещении, предупреждая больного о необходимости сделать инъекцию после принятия пищи. Этот же сенсор может диагностировать изменения уровней других веществ в организме.

Нанотехнологии в технике

Гибкая электроника Линзы со встроенными микро дисплеем

Надежность нанопроволоки Контакты в интегральных схемах все более миниатюризируются, в связи с тем необходимо проводить тесты надежности таких контактов, изготовленных на основе нанопроволоки. Поскольку плотность тока, текущая через соединения, постоянно возрастает, все более растет вероятность проблем, вызванных нагревом. Таким образом, ключом к созданию надежных электронных наноустройств становится изучение влияния структуры нанопроволоки на ее удельное сопротивление и характеристики надежности.

Наномагнетики Наномагнетики являются одной из перспективных отраслей нанотехнологической индустрии. Под термином «нано магнетики» понимаются наночастицы, чувствительные к электромагнитному полю. Такие магнитные наночастицы могут использоваться, в частности, в медицине нано магнетики способны "включать" и "выключать" различные биохимические процессы внутри клеток. С помощью поля такими частицами можно управлять дистанционно, контролируя множество микропроцессов в электронике (производство модулей памяти и накопителей информации) и биохимии.

Нанотранзистор Ученым, не первый год работающим над вопросом создания наноэлектроники удалось сделать очередной шаг вперед в освоении способов создания наноустройств атомарного масштаба. Им удалось создать транзистор размером 2 нм ( м). Это на порядок меньше самого маленького кремниевого транзистора, имеющего 45 нм в ширину. Более того, уже созданный, такой транзистор можно формировать, изменяя его геометрию. Данная техника создания нанотранзисторов может оказаться перспективной для разработки устройств памяти высокой плотности, химических сенсоров и компьютерных процессоров и даже, возможно, в создании квантовых компьютеров будущего.

Шапка-невидимка из пеноматериала Уже много столетий люди мечтают о шапке невидимке. Все помнят уэлсовского Гриффина, ставшего прозрачным, многие читатели вспомнят также рассказ Джека Лондона «Тень и вспышка» о человеке, покрывшем себя абсолютно черной краской. В настоящее время ученые не первый год бьются над созданием поверхностей, делающих невидимым скрытые за ней объекты. Очередной шаг вперед сделали исследователи из Университета Калифорнии Беркли, создав материал, изгибающий ход луча света и пускающий его в ином направлении. Такой материал называют метаматералом, то есть материалом, имеющим необычные свойства в силу своей структуры. Все природные материалы имеют положительный коэффициент преломления, а искусственные могут иметь отрицательный.

Исследователи из университета Северной Каролины обнаружили, что распространенный ид наночастиц - квантовые точки – способны проникать в тело человека через порезы и микротрещины. Квантовые точки – это изолированные нанообъекты, свойства которых серьезно отличаются от свойств объемного материала того же состава. Лауреат Нобелевской премии 2000 года по физике Жорес Алферов дал такое определение этим частицам: «Квантовые точки - это искусственные атомы, свойствами которых можно управлять». Квантовые точки представляют собой структуры из полупроводниковых кристаллов, которые испускают фотоны при определенной длине волны. Квантовые точки до сих пор являются «молодым» объектом исследования, но уже вполне очевидны широкие перспективы их использования для дизайна лазеров и дисплеев нового поколения. Также возможно создание на их основе квантовых компьютеров, систем лечения опухолей, создания новых фотоэлементов.

Применение нанотехнологий в производстве цемента и бетона позволит получать высококачественный продукт нового уровня

Осторожно! Инновации! Риски для здоровья, с которыми сталкивается рабочий 21 века, приобретают все более странный характер. Человек все менее рискует надорваться от непосильного физического труда или стать калекой от неправильной эксплуатации машины или станка. Однако растет опасность заражения новыми химическими средами и необычные виды поражений, связанные с инновациями в технологической сфере.

Экологические проблемы нанотехнологий В наше время о перспективах нанотехнологий не говорит разве что ленивый. Всякий, кто заинтересуется данной темой, моментально найдет информацию о фуллеренах и квантовых точках, о нанотрубках, которые в 60 раз прочней стали и выдерживают температуру в 2500 градусов и давление в 6000 атмосфер. О фантастических преимуществах продуктов наноиндустрии написаны десятки аналитических статей. О непредсказуемых опасностях тоже. В силу своих размеров и уникальных свойств наночастицы в выпускаемых продуктах требуют тщательного изучения – могут ли они попадать в тело человека, и если да, то как долго они будут там оставаться. Кроме того, необходимо исследование поведения и перемещений наночастиц в окружающей среде и, самое главное, повлияют ли эти материалы на здоровье человека и состояние природы.

Вывод Некоторые технологии, которые будут разработаны в этом веке будут очень и очень мощными. Будучи использованы в дурных целях, они смогут причинить большой ущерб людям и окружающей среде. Некоторые даже могут, в самом плохом случае, привести к исчезновению разумной жизни. Это самое страшное, что может произойти, и этого мы должны избежать любой ценой.