С незапамятных времен человек пытался облегчить себе жизнь, изменяя свое окружение. Благодаря своим умственным способностям, превосходящим другие живые существа, он смог развивать науку и в рамках этой нанотехнологии. Знания об обращении с фундаментальной и молекулярной структурой материи, ее трехмерным составом открыли новый мир. В последние годы было доказано, что организация материи на наномасштабе является ключом к будущему.
НАНОТЕХНОЛОГИИ:
«По сути, нанотехнология - это явление, связанное с размером, с размером. Подобно биологии, которая охватывает широкий спектр наук о жизни, нанотехнологии влияют на те области науки, техники и технологий, где требуется масштабирование ». (Тивари, nd)
«Нанотехнология - это исследование и разработка систем в нанометрическом масштабе», «нано» - это префикс Международной системы единиц, который происходит от греческого νάνος, что означает карлик, и соответствует коэффициенту 10 ^ -9, который применяется к единицам по длине он соответствует одной миллиардной метра (10 ^ -9 метров), что составляет 1 нанометр, нанотехнология изучает материю с нанометрического уровня разрешения, примерно от 1 до 100 нанометров ». (Блог о нанотехнологиях из Чили)
«Нанотехнология относится не к одному, а к набору методов, используемых для управления материей, или методов, используемых для управления материей в масштабе атомов и молекул. Этот термин описывает масштаб: нано - это мера, а не объект »(ETC GROUP, 2010)
«Нанотехнология - это исследование, проектирование, создание, синтез, манипулирование и применение материалов, устройств и функциональных систем посредством контроля материи в наномасштабе и использования явлений и свойств материи в наномасштабе». (Еврорезиденты, б)
«Нанотехнология - это технология, созданная с использованием объектов, размер которых колеблется от десятых долей нанометра до сотни нанометров». (Испанский фонд науки и технологий)
«Нанотехнология - это новый подход, направленный на понимание и освоение свойств материи в нанометровом масштабе: нанометр (одна миллиардная часть метра) - это длина небольшой молекулы». (Матиас Шуленбург, 2004 г.)
НАНОТЕХНОЛОГИИ
1936: Эрвин Мюллер сделал возможным получение изображений материалов с разрешением, близким к атомному, благодаря изобретению микроскопа.
40S: Как способ снижения затрат фон Нейман изучает возможность создания систем, которые воспроизводят самих себя.
1956: Немецко-американский физик и материаловед Артур Роберт фон Хиппель представил «молекулярную инженерию», которая дала идеи дизайна для материалов со свойствами, предписанными для данной цели.
1958: Американский физик и инженер-электрик Джек Сент-Клер Килби изобрел первую интегральную схему, или микрочип, и получил Нобелевскую премию по физике в 2000 году.
1959: Американский физик Ричард Фейнман на конгрессе Американского физического общества выступил с речью под названием «На дне много места», в которой он описывает процесс манипулирования атомами и молекулами. индивидуально с помощью высокоточных инструментов; и, таким образом, таким образом проектируют и строят атомные системы в наномасштабе. В этой же речи Фейнман описывает, что свойства нанометрических систем будут сильно отличаться от свойств макроуровня.
1966: Снят фильм «Удивительное путешествие», в котором рассказывается об ученых, которые уменьшают свой размер до размера частицы и проникают внутрь тела исследователя, чтобы уничтожить опухоль, убивающую его. Впервые в истории это считается реальной научной возможностью.
1974: Японский инженер Норио Танигучи, профессор Токийского университета наук, ввел термин «нанотехнология» в свою работу, опубликованную в Трудах Международной конференции по производству и технике. В этой статье он упоминает, что нанотехнология - это процесс разделения, консолидации и деформации материалов атомом или молекулой.
1977: Дрекслер создает концепцию молекулярной нанотехнологии в Массачусетском технологическом институте.
1979: Химик Питер Уайлс и Джон Абра из Кентерберийского университета, Крайстчерч, Новая Зеландия обнаружили крошечные спирали из атомов углерода, которые позже были названы нанотрубками.
1981: Опубликована первая техническая статья по молекулярной инженерии, и Генрих Рортер и Герд Биннинг изобрели первый туннельный микроскоп СТМ, который позволил видеть отдельные атомы, а затем перемещать их.
1985: Гарольд Крото, Джеймс Р. Хит, Шон О`Брайен, Роберт Керл и Ричард Смолли открывают бакминстерфуллерены, бакиболлы или футбольные мячи, которые представляют собой сферическую молекулу фуллерена с эмпирической формулой C 60.
1986: Изобретен атомно-силовой микроскоп АСМ.
1987: Дональд Крам, Чарльз Петерсен и Жан-Мари Лен получают Нобелевскую премию за свои работы в области надмолекулярной химии, заложив основу для самосборки молекул. 1989: Снят фильм «Дорогая, я уменьшил детей» об ученом, который изобретает машину, которая может уменьшать размер вещей с помощью лазеров.
1990: Атомные манипуляции стали реальностью: логотип IBM, написанный атомами Зенона.
1991: Открыты углеродные нанотрубки
1993: Книга стимулирует создание первого центра нанотехнологий.
«Двигатели созидания» и первый доклад по нанотехнологиям сделал Белый дом. Полупроводниковые наночастицы излучают свет в квантовых пакетах, которые могут связываться с молекулами в организме, чтобы помочь врачам определить местонахождение болезни. Их приготовили химики из Массачусетского технологического института.
- Сэр Гарри Крото получает Нобелевскую премию за открытие фуллеренов. Самая маленькая гитара в мире сделана. Он размером с эритроцит. Основание первой нанотехнологической компании Zyvex. Создан первый нано-робот. Инженеры американской компании Lucent Technologies в Нью-Джерси создают силиконовый транзистор шириной 60 нанометров, который превращает углеродную нанотрубку в нанокарандаш, который можно использовать для письма.
2000: Исследователи из Корнельского университета извлекают из клетки биомолекулярный двигатель шириной 80 нанометров и добавляют к нему металлический ротор, чтобы создать наномеханический двигатель. На рынке появляются потребительские товары, в которых используются нанотехнологии, такие как: автомобильные бамперы, устойчивые к вмятинам и царапинам, мячики для гольфа, летящие прямо, теннисные ракетки, которые более жесткие, бейсбольные биты с большей гибкостью и «ударом» »Нано-серебряные антибактериальные носки, прозрачные солнцезащитные кремы, немнущаяся и устойчивая к пятнам одежда, терапевтическая косметика для глубокого проникновения, устойчивые к царапинам стеклянные подкладки, быстро заряжаемые батареи для аккумуляторных электроинструментов и улучшенные электроинструменты. экраны для телевизоров, сотовых телефонов и цифровых фотоаппаратов
2001: Исследователи из IBM в Нью-Йорке и Делфтского университета в Нидерландах создают логическую схему с использованием углеродных нанотрубок. Джеймс Гимзевски вошел в Книгу рекордов Гиннеса за изобретение самого маленького калькулятора в мире
2003: Правительство Англии поручает комиссии подготовить отчет о социальных, этических и экспериментальных последствиях воздействия нанотехнологий. Наоми Халас, Дженнифер Уэст, Ребека Дрезек и Рената Паскуалин разрабатывают золотые нанокапсулы, которые, будучи «настроены» по размеру для поглощения ближнего инфракрасного света, служат платформой для комплексного обнаружения, диагностики и лечения рака груди без биопсии. инвазивная хирургия или деструктивное системное облучение или химиотерапия.
2004: Теннисист Роджер Федерер выигрывает чемпионат Уимблдона, используя ракетку, усиленную углеродными нанотрубками.
2005: По оценкам Национального научного фонда США, к этому году рынок нанотехнологий достигнет триллиона долларов.
- Джеймс Тур и его коллеги из Университета Райса построили наноразмерный «автомобиль» из олигонуклеотидов с алкиниловыми осями и четырьмя сферическими фуллереновыми колесами C60. В ответ на повышение температуры нанокарка двигалась по золотой поверхности за счет колес - бакибола, как движется обычная машина. При температуре выше 300 ° C он двигался слишком быстро, чтобы химики могли отслеживать его движение. Анджела Белчер и ее коллеги из Массачусетского технологического института создают литий-ионную батарею с распространенным типом вируса, который не опасен для человека., используя недорогую и экологически чистую процедуру. Батареи имеют такую же энергоемкость и энергетические характеристики, как и современные аккумуляторные батареи (гибридные автомобили,личные электронные устройства. и др.) Надриан Симан и несколько его коллег из Нью-Йоркского университета создают различные наноразмерные устройства с роботизированной сборкой ДНК. Это процесс создания трехмерных структур ДНК с использованием синтетических последовательностей кристаллов ДНК, которые можно запрограммировать для самосборки с использованием «липких концов» и размещения их в совместном порядке и ориентации. Это прогресс с потенциальными приложениями в наноэлектронике. Еще одно творение Симана (с коллегами из Нанкинского университета Китая) - это «конвейер ДНК». За эту работу Симан получил премию Кавли в области нанонауки в 2010 году.IBM использует силиконовый наконечник размером всего несколько нанометров на вершине (аналогичный наконечникам, используемым в атомных силовых микроскопах), чтобы вырезать материал из подложки и создать полную трехмерную наномасштабную карту мира - размером примерно с одну тысячную крупинки соли и сделал это за 2 минуты 23 секунды. Это упражнение демонстрирует эффективную методологию создания рисунков для создания наноразмерных рисунков и структур размером всего 15 нанометров при значительном снижении затрат. открывая новые перспективы для таких областей, как электроника, оптоэлектроника и медицина.Это упражнение демонстрирует эффективную методологию создания рисунков для создания наноразмерных рисунков и структур размером всего 15 нанометров при значительном снижении затрат. открывая новые перспективы для таких областей, как электроника, оптоэлектроника и медицина.Это упражнение демонстрирует эффективную методологию создания рисунков для создания наноразмерных рисунков и структур размером всего 15 нанометров при значительном снижении затрат. открывая новые перспективы для таких областей, как электроника, оптоэлектроника и медицина.
2013 г. Исследователи из Стэнфордского университета разрабатывают первый комплект углеродных нанотрубок.
2015: Исследователи в области машиностроения из Швейцарского федерального технологического института построили микроскопических роботов, способных проникать в человеческое тело с лекарством и высвобождать его точно в обрабатываемую область.
Золотые нанотрубки подходящих размеров для поглощения света, называемого ближним инфракрасным светом, используется импульсный лазерный луч, свет соответствующей частоты применяется к нанотрубкам, которые циркулируют по телу, чтобы нагреть его до достаточно высокой температуры. для уничтожения раковых клеток. Успех этих нанотрубок наблюдался лишь недавно при раке человека.
Исследователи из Колумбийского университета, Сеульского национального университета и Корейского института стандартов и научных исследований создали самую тонкую в мире лампочку, которая представляет собой тип «широкополосного» излучателя света, который можно интегрировать в процессоры, обеспечивая проем для создания прозрачных гибких экранов толщиной в несколько атомов.
Стартап под названием Leila представил прототип нового 3D-экрана, который можно использовать без специальных очков с 64 различных точек зрения.
IBM представила 7-нанометровые интегральные схемы, миниатюрные электронные компоненты которых в 1400 раз меньше человеческого волоса.
Была создана книга с наночастицами под названием «Питьевая книга», которой очень легко пользоваться: просто оторвите лист книги, поместите его в держатель фильтра и налейте в него воду, которую вы хотите очистить. Страницы книги содержат наночастицы серебра и меди, известные своими антибактериальными свойствами. При прохождении через листья бактерии погибают, а с другой стороны выходит чистая вода. Каждая страница способна очистить до 100 литров воды. Каждая книга могла фильтровать водоснабжение человека в течение 4 лет.
Исследователи из Гарвардского университета и Национального центра нанонауки и технологий в Пекине разработали крошечные электронные устройства для мониторинга, которые можно вводить в живую ткань с помощью шприца. Эти устройства могут иметь биомедицинские приложения, такие как проверка электрофизиологических сигналов, связанных с эпилепсией и аритмией.
Пауки плетут армированную углеродом пряжу после того, как их опрыскивают водой, содержащей углеродные нанотрубки и чешуйки графена, они производят самые прочные волокна, когда-либо измеренные на сегодняшний день, превосходящие даже синтетические полимерные волокна с высокими эксплуатационными характеристиками. Кажется, все указывает на то, что этот метод может быть использован на других организмах, таких как растения и животные, для получения новых бионических материалов.
ХАРАКТЕРИСТИКИ НАНОТЕХНОЛОГИИ
Это мультидисциплинарная область, связанная исключительно масштабом предмета, с которым она работает.
- Нанотехнологии предлагают новые очень многообещающие и эффективные решения экологических проблем, медицинских приложений. Нанотехнологии - малоизвестная концепция для общества. Текущие достижения вряд ли относятся к нанотехнологиям, скорее они относятся к нанонауке, но они являются базой знаний для развития технологии, основанной на детальном манипулировании молекулярными структурами. С достигнутыми успехами человек жаждет исследований органических молекул. Медицина - это та медицина, которая дает больше интереса к исследованиям в микроскопическом мире, поскольку она бенефициары нанотехнологий.
ВИДЫ НАНОТЕХНОЛОГИИ
- Нанотехнологии сверху вниз: «Для этого метода характерен постепенный и уточненный подход с необходимой точностью на основе различных производственных технологий». (Goerne, 2011) Это относится к способности контролировать точность производства.
- Нанотехнология снизу вверх: это относится к созданию артефакта, управляющего материей в нанометровом масштабе и сборки объектов атом за атомом или молекула за молекулой.
ПРИМЕНЕНИЕ
Нанотехнологии природы
- В литографииНанопечатьЛазерное рентгеновское излучениеНаноэлектрикаНанотехнологии в автомобилеНанотехнологии на АЗССупрамолекулярные таблеткиМагнитные частицы для лечения ракаНейропротезированиеАвтоматические медсестрыТермальная фотоэлектрическая энергияУглеродные нанотрубки
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ НАНОТЕХНОЛОГИИ
| преимущество | Недостатки |
| • Меньшие компьютеры
• Воду можно улучшить • Электронные компоненты с меньшим энергопотреблением • Может диагностировать и контролировать заболевания. • Вы можете принести пользу окружающей среде • Улучшение сельского хозяйства • Больше энергии можно хранить в меньшие компоненты |
• Меньшее, но более разрушительное оружие.
• Войны между двумя народами будут разрушительными • Риск использования нанотехнологий преступниками и террористами. • Ущерб окружающей среде • Изменения в социальной структуре и политической системе • Изменения в экономике • Развитие черного рынка нанотехнологий. |
ВЫВОДЫ
В настоящее время происходят изменения, требуются новые технологии, а нанотехнологии дают нам возможность создавать новые вещи и улучшать существующие, причем в очень малых масштабах.
Рациональное использование нанотехнологий может принести большую социальную пользу, может помочь окружающей среде, решить человеческие проблемы, такие как серьезные болезни, технологии могут быть улучшены и иметь более низкую стоимость благодаря нанотехнологиям.
Однако неконтролируемое развитие нанотехнологий может также вызвать проблемы стрелкового оружия и мегаструктур. Таким образом, правильное его использование предлагает большие изменения и будущие преимущества для человечества.
Библиография
- Блог о нанотехнологиях из Чили. (SF). Nanotecnologia.cl. Получено с сайта Nanotecnologia.cl: http://www.nanotecnologia.cl/que-es-nanotecnologia/ETC GROUP. (Декабрь 2010 г.). А что насчет нанотехнологий? Регулирование и геополитика. Оттава, Канада Еврорезиденты. (SF). Информационные технологии и услуги Siglo XXI. Получено от Euroresidentes: http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htm Испанский фонд науки и технологий. (SF). НАНОНАУКА И НАНОТЕХНОЛОГИЯ: между научной фантастикой настоящего и технологиями будущего. Испания: Испанский фонд науки и технологий, Матиас Шуленбург, К. (2004). Нанотехнологии: инновации для мира будущего. Нанотехнологии: инновации для мира будущего. Бельгия: Европейская комиссия: Исследования сообщества. Тивари, Р.М. (СФ). OpenMind. Получено из OpenMind:
