Образовательные услуги Мероприятия Новости О проекте Организации
Главная Написать письмо Карта сайта
Организации
Центры развития (74)
Детские сады (1218)
Частные детские сады (72)
Школы (705)
Школы искусств (101)
Колледжи (88)
ВУЗы (120)
Языковые центры (48)
Учебные центры (306)
Танцевальные студии (31)
Автошколы (324)
Образовательные програмы
Тренинги (27)
Семинары (11)
Профессиональные курсы (60)
Компьютерные курсы (9)
Курсы повышения квалификации (19)
Бизнес курсы (23)
Детские курсы (28)

Популярные организации

Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского
Просмотров: 41441  | Отзывов:972

Военно-космическая академия — ведущее военно-учебное заведение, которое осуществляет подготовку специалистов для Космических войск, других видов и родов Вооруженных Сил РФ, а так же силовых ведомств РФ.

Колледж туризма и гостиничного сервиса Санкт-Петербурга
Просмотров: 4762  | Отзывов:23

Лучшие учащиеся колледжа имеют возможность зарубежных стажировок. Учащимся старших курсов предоставляется возможность параллельного обучения в Санкт-Петербургском институте гостеприимства по соответствующей специализации. Осуществляется программа активного содействия в трудоустройстве выпускников.

Академия индустрии красоты "ЛОКОН", ГБПОУ
Просмотров: 3599  | Отзывов:27

Колледж осуществляет прием для получения бесплатного профессионального начального и среднего профессионального образования по очной и заочной формам обучения на базе 9, 11 классов.

Реклама

Главная ->   Статьи ->   Нанотехнология

Нанотехнология

20.01.2012 | Просмотров 1894

Нанотехнология

Понятие «нанотехнология» вошло в наш язык в последнюю четверть XX века. Им обобщённо называют инженерные концепции, оперирующие величинами порядка нанометра - то есть одной миллиардной части метра. Суть нанотехнологий состоит в возможности разработки и изготовления электронных механизмов, величина которых сопоставима с размерами отдельных молекул и атомов; иными словами, нанотехнологи берутся работать с материей на атомном уровне. Теоретическим «пророком» этой отрасли науки по праву считается лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман, который, выступая на форуме Американского физического общества, говорил о перспективах развития электроники. Он заявил тогда, что вскоре обязательно появится возможность манипулировать с единичными атомами, и это позволит учёным создавать новые материалы с любыми заданными характеристиками.

У присутствующих речь Фейнмана вызвала смешанные чувства, поскольку в науке тех лет не было технологий, позволявших оперировать отдельными атомами на атомарном же уровне. Однако прошло действительно не так уж много времени, и появилось оборудование, которое могло работать с отдельными атомами: им стал сканирующий туннельный микроскоп, а затем и более совершенная его модель. Сначала с помощью такого микроскопа изучали молекулярную структуру различных материалов. Тончайший металлический зонд, острие которого по площади не превышало размера одного атома, перемещался по поверхности образца, чутко реагируя на малейшие изменения тока между поверхностью материала и сверхтонкой иглой; эти отклонения улавливались лучом лазера, после чего регистрировались, измерялись и выводились на экран компьютера в виде трёхмерного изображения. Со временем выяснилось, что можно манипулировать и единичными атомами, создавая из них на молекулярном уровне любые новые структуры. Следующим огромным достижением нанотехнологий было открытие фуллеренов - углеродных нанотрубок и близкородственных им структур. Существование фуллеренов, третьей после алмаза и графита кристаллической разновидности углерода, было доказано.

Эти структуры, состоящие из атомов углерода, внешне очень похожи на футбольный мяч - полые изнутри многоатомные шарообразные конструкции соединены по периметру шестиугольными гранями, что придаёт им необычайную прочности и твёрдость, сравнимую с твёрдостью алмаза. Были открыты и углеродные нанотрубки, которым учёные пророчат великое будущее. Эти формы образуются из тех же фуллеренов, которые, однако, не сворачиваются в шар, а образуют тонкую длинную трубку диаметром около 1,5 нм. Для углеродных нанотрубок характерна огромная механическая прочность, а также высокая - даже лучше, чем у меди - электропроводность. В зависимости от своей структуры нанотрубки могут приобретать свойства либо металла, либо полупроводника; если же в нанотрубке присутствуют атомы других элементов, то её свойства могут радикально меняться.

В перспективе нанотрубки могут стать основой большинства нанотехнологий, в первую очередь, найдя применение в наноэлектронике при создании миниатюрных приборов. Например, в нанокомпьютерах их можно использовать в качестве великолепных проводников электричества, размеры изготовленных на их основе процессоров были бы в тысячи раз меньшими, чем теперь, а скорость прохождения сигнала - гораздо более высокой. То есть речь идёт о создании сверхбыстрых компьютеров огромной мощности, причём информация, которой эти компьютеры оперировали, кодировалась бы на единичных атомах. Вслед за открытием углеродных нанотрубок возникла идея создать молекулярного сборщика, такой механизм, который из атомов углерода и других химических элементов мог бы создавать новые молекулярные структуры.

Чтобы при манипуляции с атомами непосредственно в нужном месте - например, в человеческом организме - и построении новых химических соединений сборщик имел полную свободу действий, он сам должен быть микроскопическим - примерно 100 нм в длину и 30 нм в ширину, иначе он не сможет работать с частицами, размер которых не превышает 0,1 - 0,2 нм. Сегодня инженеры в основном представляют ассемблера миниатюрной копией промышленного робота с большим количеством степеней свободы для работы в трёх измерениях. Нанотехнологи надеются, что уже в обозримом будущем они смогут создать простейшие ассемблеры. Эти мини-сборщики, вначале взявшись за создание огромного количества подобных себе машин, постепенно перейдут к созданию всё более сложных и более миниатюрных механизмов. Сегодня это пока невозможно по двум причинам: во-первых, современная техника ещё не может надёжно оперировать столь малыми «деталями», как атомы, а во-вторых, для этого нужны огромные инвестиции, которые зачастую не под силу даже крупным корпорациям. Но если этим планам суждено осуществиться, мир может измениться до неузнаваемости. Новые технологии проникнут во все сферы хозяйственной жизни.

В медицине молекулярные на-нороботы могли бы подавлять очаги болезней прямо в организме пациента, делая анализы и доставляя лекарства непосредственно в больные клетки, попутно устраняя все возможные «неполадки» или предотвращая возникновение таковых - например, генетические повреждения. В электронике активные элементы размером с молекулу станут основой нейроноподобной быстродействующей памяти, ёмкость которой будет измеряться терабайтами. Экологические роботы-санитары смогут превращать любые отходы в исходное сырьё, что, наконец, позволит говорить о действительно безотходных технологиях. Появятся электрические нанодвигатели, развивающие внушительную мощность и при этом работающие с минимальными энергозатратами. Произойдёт прорыв и в освоении космоса: в околоземное космическое пространство можно будет выпустить огромную армию роботов-молекул, чтобы они сделали пригодными для обитания Луну, астероиды и ближайшие планеты. С помощью сборщиков появится возможность создавать новые материалы, например, строить из углерода прочнейшие и в то же время почти невесомые конструкции. Есть, конечно, и опасения, что нанотехнологиями смогут воспользоваться террористы или диктаторы, попытавшись с их помощью завладеть миром. Впрочем, что случится на самом деле, мы, скорее всего, узнаем уже через несколько десятилетий.

О проекте Размещение информации и реклама Для правообладателей