Журнал Нанотехнологии

НАНОТЕХНОЛОГИИОБЩЕСТВОТЕХНОЛОГИИ

Нанотехнологии и области их применения

Опубликовано 02 ноября 2010 Nano_max

Нанотехнологии и области их применения
Президент России Дмитрий Медведев уверен, что в стране есть все условия для успешного развития нанотехнологий.
Нанотехнологии – это новое направление науки и технологии, активно развивающееся в последние десятилетия. Нанотехнологии включают создание и использование материалов, устройств и технических систем, функционирование которых определяется наноструктурой, то есть ее упорядоченными фрагментами размером от 1 до 100 нанометров.
Приставка "нано", пришедшая из греческого языка ("нанос" по гречески   гном), означает одну миллиардную долю. Один нанометр (нм) – одна миллиардная доля метра.
Термин "нанотехнология" (nanotechnology) был введен в 1974 году профессором материаловедом из Токийского университета Норио Танигучи (Norio Taniguchi), который определил его как "технология производства, позволяющая достигать сверхвысокую точность и ультрамалые размеры ...порядка 1 нм ...".
В мировой литературе четко отличают нанонауку (nanoscience) от нанотехнологий (nanotechnology). Для нанонауки используется также термин   nanoscale science (наноразмерная наука).
На русском языке и в практике российского законодательства и нормативных документов термин "нанотехнологии" объединяет "нанонауку", "нанотехнологии", и иногда даже "наноиндустрию" (направления бизнеса и производства, где используются нанотехнологии).
Важнейшей составной частью нанотехнологии являются наноматериалы, то есть материалы, необычные функциональные свойства которых определяются упорядоченной структурой их нанофрагментов размером от 1 до 100 нм.
Согласно рекомендации 7 ой Международной конференции по нанотехнологиям (Висбаден, 2004 г.) выделяют следующие типы наноматериалов

:

  •   нанопористые структуры;
  •   наночастицы;
  •   нанотрубки и нановолокна
  •   нанодисперсии (коллоиды);
  •   наноструктурированные поверхности и пленки;
  •   нанокристаллы и нанокластеры.

Наносистемная техника полностью или частично созданные на основе наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям.
Области применения нанотехнологий
Перечислить все области, в которых эта глобальная технология может существенно повлиять на технический прогресс, практически невозможно. Можно назвать только некоторые из них:

  •  элементы наноэлектроники и нанофотоники (полупроводниковые транзисторы и лазеры;
  •  фотодетекторы; солнечные элементы; различные сенсоры);
  •  устройства сверхплотной записи информации;
  •  телекоммуникационные, информационные и вычислительные технологии; суперкомпьютеры;
  •  видеотехника — плоские экраны, мониторы, видеопроекторы;
  •  молекулярные электронные устройства, в том числе переключатели и электронные схемы на молекулярном уровне;
  •  нанолитография и наноимпринтинг;
  •  топливные элементы и устройства хранения энергии;
  •  устройства микро  и наномеханики, в том числе молекулярные моторы и наномоторы, нанороботы;
  •  нанохимия и катализ, в том числе управление горением, нанесение покрытий, электрохимия и фармацевтика;
  •   авиационные, космические и оборонные приложения;
  •   устройства контроля состояния окружающей среды;
  •  целевая доставка лекарств и протеинов, биополимеры и заживление биологических тканей, клиническая и медицинская диагностика, создание искусственных мускулов, костей, имплантация живых органов;
  •  биомеханика; геномика; биоинформатика; биоинструментарий;
  •  регистрация и идентификация канцерогенных тканей, патогенов и биологически вредных агентов;
  •  безопасность в сельском хозяйстве и при производстве пищевых продуктов.

Компьютеры и микроэлектроника
Нанокомпьютер — вычислительное устройство на основе электронных (механических, биохимических, квантовых) технологий с размерами логических элементов порядка нескольких нанометров. Сам компьютер, разрабатываемый на основе нанотехнологий, также имеет микроскопические размеры.
ДНК компьютер — вычислительная система, использующая вычислительные возможности молекул ДНК. Биомолекулярные вычисления — это собирательное название для различных техник, так или иначе связанных с ДНК или РНК. При ДНК вычислениях данные представляются не в форме нулей и единиц, а в виде молекулярной структуры, построенной на основе спирали ДНК. Роль программного обеспечения для чтения, копирования и управления данными выполняют особые ферменты.
Атомно силовой микроскоп   сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения, основанный на взаимодействии иглы кантилевера (зонда) с поверхностью исследуемого образца. В отличие от сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), может исследовать как проводящие, так и непроводящие поверхности даже через слой жидкости, что позволяет работать с органическими молекулами (ДНК). Пространственное разрешение атомно силового микроскопа зависит от размера кантилевера и кривизны его острия. Разрешение достигает атомарного по горизонтали и существенно превышает его по вертикали.
Антенна осциллятор   9 февраля 2005 года в лаборатории Бостонского университета была получена антенна осциллятор размерами порядка 1 мкм. Это устройство насчитывает 5000 миллионов атомов и способно осциллировать с частотой 1,49 гигагерц, что позволяет передавать с ее помощью огромные объемы информации.
Наномедицина и фармацевтическая промышленность
Направление в современной медицине, основанное на использовании уникальных свойств наноматериалов и нанообъектов для отслеживания, конструирования и изменения биологических систем человека на наномолекулярном уровне.
ДНК нанотехнологии   используют специфические основы молекул ДНК и нуклеиновых кислот для создания на их основе четко заданных структур.
Промышленный синтез молекул лекарств и фармакологических препаратов четко определенной формы (бис пептиды).
В начале 2000 го года, благодаря быстрому прогрессу в технологии изготовления частиц наноразмеров, был дан толчок к развитию новой области нанотехнологии   наноплазмонике. Оказалось возможным передавать электромагнитное излучение вдоль цепочки металлических наночастиц с помощью возбуждения плазмонных колебаний.
Робототехника
Нанороботы   роботы, созданные из наноматериалов и размером сопоставимые с молекулой, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Нанороботы, способные к созданию своих копий, т.е. самовоспроизводству, называются репликаторами.
В настоящее время уже созданы электромеханические наноустройства, ограниченно способные к передвижению, которые можно считать прототипами нанороботов.
Молекулярные роторы   синтетические наноразмерные двигатели, способные генерировать крутящий момент при приложении к ним достаточного количества энергии.
Место России среди стран, разрабатывающих и производящих нанотехнологии
Мировыми лидерами по общему объему капиталовложений в сфере нанотехнологий являются страны ЕС, Япония и США. В последнее время значительно увеличили инвестиции в эту отрасль Россия, Китай, Бразилия и Индия. В России объем финансирования в рамках программы "Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008   2010 годы" составит 27,7 млрд.руб.
В последнем (2008 год) отчете лондонской исследовательской фирмы Cientifica, который называется "Отчет о перспективах нанотехнологий", о российских вложениях написано дословно следующее: "Хотя ЕС по уровню вложений все еще занимает первое место, Китай и Россия уже обогнали США".
В нанотехнологиях существуют такие области, где российские ученые стали первыми в мире, получив результаты, положившие начало развитию новых научных течений.
Среди них можно выделить получение ультрадисперсных наноматериалов, проектирование одноэлектронных приборов, а также работы в области атомно силовой и сканирующей зондовой микроскопии. Только на специальной выставке, проводившейся в рамках XII Петербургского экономического форума (2008 год), было представлено сразу 80 конкретных разработок.
В России уже производится целый ряд нанопродуктов, востребованных на рынке: наномембраны, нанопорошки, нанотрубки. Однако, по мнению экспертов, по коммерциализации нанотехнологических разработок Россия отстает от США и других развитых стран на десять лет. 

Vous pourriez être intéressé par :

Добавить комментарий Сообщить о нарушениях Распечатать эту статью Поделиться на Facebook См. оригинал статьи
Вернуться к Избранному в категории Logo Paperblog

Эти статьи могут вас заинтересовать :

КОММЕНТАРИИ (2)

Par van cleef and arpels clover knock off necklace
Опубликовано Срд Август в Н: В
Сообщить о нарушениях

Perfectly written written content, appreciate it for selective information. “Life is God’s novel. Let him write it.” by Isaac Bashevis Singer. van cleef and arpels clover knock off necklace http://www.topvcabijoux.cn/en/van-cleef-alhambra-jewelry-fake-c3.html

Par anneau b.zero1 Hommes r茅plique
Опубликовано Вск Август в Н: В
Сообщить о нарушениях

But your stats are completely wrong and and most of modern statistics are extremely contradicting if you took the time to Intelligently analyze them you would understand anneau b.zero1 Hommes r茅plique http://www.bzero.cn/fr/faux-bulgari-bzero1-anneau-or-jaune-4-bandes-pav%C3%A9es-de-diamants-an857024-p-238.html

Добавить комментарий