Эврика!

Регистрация

Что такое нанотехнологии

Странно, что для нас незамеченным прошло событие, когда человек впервые переместил отдельный атом с одного места на другое. Проникновение в микромир в такой степени, что стало возможным воздействовать на отдельные атомы и молекулы, является не менее значимым событием, чем полет в космос. Возникновение нанотехнологий открыло широкие возможности для человека во всех сферах его деятельности.Что такое нанотехнологии

Существуют разные определения нанотехнологий. В наиболее простом и общем выражении нанотехнологии – это комплекс способов и приемов, позволяющих создавать, контролировать и изменять объекты, состоящие из элементовразмерами менее 100 нанометров. Этим элементам присвоено название наночастиц, их размеры колеблются от 1 до 100 нанометров (нм). 1 нм равен 10-9 метра. Чтобы иметь представление об этой величине, будет полезно знать, что размеры большинство атомов колеблется в диапазоне от 0,1 до 0,2 нм, а человеческий волос имеет толщину 80000 нм.

Привлекательность нанотехнологий для человека состоит в том, что с их помощью можно получать наноматериалы, обладающие такими свойствами, которых не имеют ни отдельные атомы и молекулы, ни обычные материалы, состоящие из них. Оказалось, что если собрать атомы или молекулы (или их группы) несколько иным, отличным от обычного способа образом, полученные структуры обретают удивительные свойства. Причем не только тогда, когда они существуют сами по себе. Будучи внедренными в обычные материалы, они изменяют и их свойства.

Нанотехнологии уже сейчас довольно широко применяются в различных областях человеческой деятельности, и есть все основания считать, что со временем это применение станет просто безграничным.

В настоящее время различают несколько классов наноматериалов.

Нановолокна — волокна, имеющие диаметр менее 100 нм, длину – нескольких сантиметров. Нановолокна применяются в биомедицине, при изготовлениитканей, фильтров, в качестве армирующего материала при изготовлениипластика, керамики, других нанокомпозитов.

Наножидкости – различные коллоидные растворы, в которых равномерно распределены наночастицы. Наножидкости используются в электронных микроскопах, вакуумных печах, в автомобилестроении (в частности, в качестве магнитной жидкости, уменьшающей трение между трущимися деталями).

Нанокристаллы – наночастицы с упорядоченным строением вещества. Своей выраженной огранкой они похожи на обычные кристаллы. Их применяют в электролюминесцентных панелях, во флуоресцентных маркерах и пр.

Графен, представляющий собой кристаллическую решетку атомов углерода толщиной в один атом, считают материалом будущего. Его прочность превосходит прочность стали и алмаза. Широкое использование графена предполагается в качестве элемента микросхем, где он, благодаря своей высокой теплопроводности, сможет заменить кремний и медь. Его малая толщина позволит создавать очень тонкие приборы.

Многообещающими видятсяперспективы использования нанотехнологий в медицине. Нанокапсулы и наноскальпели обещают внести переворот в борьбу человека с болезнями. Они позволят напрямую общаться с каждой клеткой человеческого тела, преодолевать, если это необходимо, иммуноотторжение, локализованно воздействовать на вирусы и бактерии, диагностировать очаг болезни молекулярного размера.

В нанотехнологиях приходится воздействовать на отдельные атомы и молекулы. Чтобы делать это, необходимо иметь инструменты, размеры которых соизмеримы с размерами самих объектов. Разработка таких инструментов является одной из основных задач нанотехнологий. Применяемый в настоящее время сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ), позволяет не только видеть отдельные атомы, но и прямо воздействовать на них, перемещая их из одной точки в другую.

Возможно, в будущем кропотливую работу по сборке атомов и молекул удастся возложить на нанороботов – микроскопических «существ», соизмеримых по размеру с атомами и молекулами и обладающих способностью выполнять определенную работу. В качестве двигателей для нанороботов предполагается использовать нанодвигатели – молекулярные роторы создающие крутящий момент при сообщении им энергии, молекулярные пропеллеры (винтообразные молекулы, способные вращаться благодаря своей форме) и др. Довольно реальным выглядит и использование нанороботов в медицине. Внедренные в наш организм, они будут наводить там порядок при возникновении болезней.

© CompleteRepair.Ru