Современные НАНОтехнологии

Что это ? « nanos» - карлик ; В физике приставка н м = 10 м « nanos» - карлик ; В физике приставка н м = 10 м в природе – вирус гриппа, бактериофаг. Число атомов в наночастицах от 1 до в природе – вирус гриппа, бактериофаг. Число атомов в наночастицах от 1 до 1000.

Ч Т О Э Т О ? Определение «отца» нанотехнологий Определение «отца» нанотехнологий Танигучи / Япония 1974г / : Междисциплинарная Танигучи / Япония 1974г / : Междисциплинарная технология, позволяющая технология, позволяющая производить исследования, производить исследования, манипуляции и обработку манипуляции и обработку вещества в диапазоне вещества в диапазоне от 0,1 до 100 нм. от 0,1 до 100 нм.

Что это? Определение профессора Г. Г. Еленина (МГУ, Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Н.): Нанотехнологией называется совокупность методов производства продуктов с заданной атомарной структурой путем манипуляции (конструирования) атомами и молекулами.

Наномашины Наномашины - машины, способные по определенной программе соединять атомы и молекулы. (Пример в природе – синтез белка рибосомы) Наномашины - машины, способные по определенной программе соединять атомы и молекулы. (Пример в природе – синтез белка рибосомы) Упаковывая атомы по определенной программе, можно создавать вещества с заранее заданными свойствами. Так, только разная упаковка атомов самого распростра- ненного на Земле вещества – углерода, отличает мягкий серый карандашный графит и сверхпрочный сияющий алмаз. Упаковывая атомы по определенной программе, можно создавать вещества с заранее заданными свойствами. Так, только разная упаковка атомов самого распростра- ненного на Земле вещества – углерода, отличает мягкий серый карандашный графит и сверхпрочный сияющий алмаз.

Наномашины Сканирующий туннельный микроскоп- исследует только проводящие повер- хности; в 1981г.сотрудники IBM Биннинг и Рорер выложили название фирмы из 35 атомов ксенона. Сканирующий туннельный микроскоп- исследует только проводящие повер- хности; в 1981г.сотрудники IBM Биннинг и Рорер выложили название фирмы из 35 атомов ксенона. атомно-силовой микроскоп – сканирует рельеф любой поверхности за счет сил межмолекулярного притяжения. атомно-силовой микроскоп – сканирует рельеф любой поверхности за счет сил межмолекулярного притяжения.

Отличия свойств «нано» и макрообъектов Жорес Алферов ( Санкт – Петербург; Нобелевская премия 2000г) создание « квантовых точек» - изолированных нанообъектов. Уменьшается Т плавления CdSe (от о С у микро-частицы, до +700 о С у наночастиц ). Разные по размеру объекты люминисцируют (све- тятся) по-разному: чем больше размер, тем краснее цвет.

Нанотрубки Сумио Индзима /Япония 1991г./ Сконструирована пленка(двумерная поверх- ность) из графита. Сумио Индзима /Япония 1991г./ Сконструирована пленка(двумерная поверх- ность) из графита. С С С С При скручивании сильно меняются свойства материала: При скручивании сильно меняются свойства материала: имея диаметр всего от 1,5 до 50 нм (в раз тоньше волоса), плотность нанотрубок в 6 раз меньше стали (соответствует плотности глины), графитовые нанотрубки в раз прочнее стали! /создание легкой сверхпрочной одежды и материалов/ имея диаметр всего от 1,5 до 50 нм (в раз тоньше волоса), плотность нанотрубок в 6 раз меньше стали (соответствует плотности глины), графитовые нанотрубки в раз прочнее стали! /создание легкой сверхпрочной одежды и материалов/

Отличия свойств Сопротивление нанотрубок не зависит от размера и материала изготовления. R = const =12,9 kOm У ВСЕХ НАНОТРУБОК!!! В нанотрубках не выделяется Джоулево тепло – они могут пропускать ток любой силы при относительной легкости и прочности.

КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ Нанокабель от Земли до Луны /384 тыс.км/ не лопнет под весом собственной тяжести, выдержит ток любой силы и его можно намотать на маковое зернышко!!!

Что дают сейчас? Медицина Разработка новых лекарств и диагностического оборудования. Разработка новых лекарств и диагностического оборудования. Первые нанороботы, способные путешествовать по организму животных. Первые нанороботы, способные путешествовать по организму животных. Технология восстановления нервной ткани с помощью углеродных трубок. Технология восстановления нервной ткани с помощью углеродных трубок. Наноструктуры помогают в восстановительной терапии после острых сердечных заболеваний. Наноструктуры помогают в восстановительной терапии после острых сердечных заболеваний.

наноробот Наноробот из алмазоида (находит в организме человека различные вирусы и болезнетворные бактерии) (находит в организме человека различные вирусы и болезнетворные бактерии)

Что дают сейчас? Материалы Материалы Сверхпрочные материалы из углеродных нанотрубок. Сверхпрочные материалы из углеродных нанотрубок. Самоочищающиеся поверхности, суспензии. Улучшают работу двигателей и механизмов. Самоочищающиеся поверхности, суспензии. Улучшают работу двигателей и механизмов. Покрытия. Повышают износостойкость деталей. Покрытия. Повышают износостойкость деталей. Упаковки. Увеличивают срок годности продукции. Упаковки. Увеличивают срок годности продукции.

Что дают сейчас? Энергетика, электроника Покрытия для солнечных панелей. Покрытия для солнечных панелей. Безопасное хранение водорода-экологически чистого топлива внутри нанотрубок. Безопасное хранение водорода-экологически чистого топлива внутри нанотрубок. Увеличение объёмов компьютерной памяти и скорости передачи данных. Увеличение объёмов компьютерной памяти и скорости передачи данных. Новые полупроводниковые приборы и микросхемы. Новые полупроводниковые приборы и микросхемы.

Нанотехнологии сегодня Владимир Путин в последнем послании Федеральному собранию сравнил нанотехнологии по их значимости с атомным проектом XX века. На программу по их развитию выделено 130 млрд. руб.

ЭТАПЫ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕВОЛЮЦИЙ 2025г нанотехнологическая г компьютерная г автомобильная г железнодорожная 1800 – 1853 г. текстильная

Проблемы Физический предел – ширина слоя нм. Электроны, пробивая границу за счет « туннельного эффекта», создают электронное проводящее облако. Это равносильно короткому замыканию. Ничтожный размер и вес деталей приводит к межмолекулярному притяжению – детали слипаются друг с другом (гайка и болт после откручивания не отсоединяются друг от друга).