Нанотехнологии. Широкое применение.

Введение

Под самим понятием нанотехнологии можно понимать такие технологии, которые позволяют контролируемым образом создавать наноматериалы, манипулировать объектами на атомном уровне и применять их по тому или иному назначению.

Первое упоминание о нанотехнологиях, связывается со знаменитой лекцией профессора Калифорнийского технологического института Р. Фейнмана, прочитанной в 1959 г. На этой лекции под названием "Внизу полным полно места" впервые была рассмотрена возможность создания наноразмерных изделий.

В 1980х-1990х г. был сделан ряд важных открытий и изобретений, которые внесли существенный вклад в дальнейшее развитие нанотехнологий.

в 2001 г. была утверждена Национальная нанотехнологическая инициатива (ННИ) США.

На сегодняшний день это научное направление бурно развивается.

Нанотехнологии вокруг нас. Природные нанотехнологии.

Люди, уже в древнейшие времена применяли нанотехнологии, к примеру такие как природные волокна, обладающие нанопористой структурой. В природе довольно широко распространены виды наноматериалов, но люди об этом узнали лишь в последние годы в связи с развитием нанотехнологий. К числу таких материалов относятся, прежде всего, наночастицы разнообразных веществ, а также некоторые наноструктурные минералы.

Наночастицы чаще всего распределяются в атмосфере, образуя наноаэрозоли. Самыми крупными поставщиками наночастиц в атмосферу являются вулканы, выбрасывая вулканическую пыль. Что касается типичных представителей наноструктурных минералов, сюда относятся: глина, шунгит и цеолиты.

Нанодиагностика

Важным фактором, обеспечивший развитие нанотехнологий, стали методы диагностики нанообъектов, прежде всего методы зондовой микроскопии: сканирующая туннельная микроскопия и атомно-силовая микроскопия.

В основе действия тунельного микроскопа(СТМ) лежат явления, определяющиеся тунелированием электронов в зазоре между атомарно-острым зондом и поверхностью образца. Действие атомного силового микроскопа (АСМ) основано на использовании сил атомных связей, действующих между атомами исследуемой поверхности и скользящего над нею острия.

Эта техника привела к интенсивному развитию нанотехнологий.

Углеродные наноматериалы

Отличным стимулом для развития нанотехнологий послужило создание новых углеродных наноматериалов. До этого открытия считалось, что существуют две единственные модификации углерода - графит и алмаз. Но, как оказалось, существуют весьма необычные по своей структуре и свойствам фуллерены и углеродные нанотрубки.

Применение эти структуры нашли в биотехнологиях, соединение с ДНК.

Конструкционные наноматериалы

К ним относятся компактные твердофазные материалы состоящие из наночастиц, которые имеют фиксированное пространственное положение в объеме материала и жестко связанных друг с другом.

К разновидностям таких материалов относятся нанокристаллические материалы с высокой степенью компактности, нанопористые материалы.

Наноэлектроника

Что касается этого раздела, объектом здесь служат - электронные наносистемы, выполняющие информационно - управляющие функции, то есть осуществляют обработку, хранение и передачу информации в виде электрических сигналов. В основе действия устройств лежат квантовые эффекты, определяющие поведение подвижных носителей заряда в наноструктурах.

Нанобиотехнологии

Этот раздел нанотехнологий занимается разработкой методов и средств воздействия различных видов нанообъектов на биологические объекты.

Применяются в первую очередь в медицине.

Заключение

Нанотехнологии развиваются очень быстрыми темпами. Все намеченные исследования направлены на решение ряда конкретных задач, такие как создание сверхминиатюрных запоминающих устройств, создание сверхпрочных материалов, разработка генетических и медицинских препаратов для диагностики и лечения раковых заболеваний, разработка новых материалов и процессов для защиты окружающей среды и др.

А впереди еще много интригующих перспектив.

Все выше сказанное было лишь общим описанием этой удивительной науки. В дальнейшем, дорогие читатели, вы узнаете более подробно о каждом разделе нанотехнологий, и еще много всего интересного.

Подписывайтесь на мой канал, ставьте лайк, пишите комментарий, буду очень благодарен.