Все выполнено в срок и согласно всем требованиям
Информация о работе
Подробнее о работе
Нанотехнологии
- 21 страниц
- 2014 год
- 142 просмотра
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Введение
Нанотехнология — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.
Введение…………………………………………………………..……………....3
Манипуляции наночастицами……………………………………………..…5
Нанотехнологии сегодня…………………………………………………..…7
Наноустройства научатся самовоспроизведению………………………....9
Манипуляции наночастицами
Проблемой манипуляцией атомов при помощи сканирующего микроскопа занимался и ученый Дон Айглер (Don Eigler), который также проводил свои эксперименты в лабораториях IBM. Он в 1989 году впервые не только смог переместить атомы при помощи сканирующего микроскопа, но и научился делать это в заданных направлениях и на заданные расстояния. Сегодня при помощи его установки свободно можно перемещать наночастицы, управляя процессом с компьютера. Один из опытов Айглера видится очень показательным, так как может явиться своеобразным коридором связующим цифровую реальность и наномир. Так, ученый расположил атомы кобальта на поверхности меди таким образом, что они образовали замкнутый эллипс. После помещения в одну из частей эллипса еще одного атома кобальта, во второй его половине (пустой) прослеживался сигнал аналогичный наличию в ней какой-то атомоподобной частицы.
Понятно, что никакой частицы в пустом фокусе эллипса не было.
...
Нанотехнологии сегодня
Уже сегодня существует целый ряд разработок, основывающихся на элементах нанотехнологии. Например, компания IBM недавно представила новую технологию хранения информации, с помощью которой можно будет добиться плотности записи порядка триллиона бит на квадратный дюйм, что в 20 раз больше, чем у самого совершенного на сегодня магнитного носителя. Кремниевым запоминающим устройствам до этого показателя еще дальше. В новой технологии Millipede компании IBM - все необычно: и подход к организации хранении данных, и время (в хронологическом отношении развития компьютерного прогресса) "рождения" новой технологии, и небывалое количество циклов записи/перезаписи. Ноу-хау компании IBM лишь "эхо" давно забытых перфокарт, с единственной лишь разницей в том, что технология реализована на микроскопическом уровне и не является "одноразовой" по отношению к носителю информации.
...
Наноустройства научатся самовоспроизведению
Единственной проблемой, стоящей на пути развития нанотехнологий сегодня, является слишком большой масштаб сборки. Перемещение отдельных молекул производится с помощью зондов, управляемых компьютером, который, в свою очередь, управляется человеком. Процедура сборки наноустройств имеет ограниченный диапазон и не автоматизирована на наноуровне.
Ученые считают, что сдвинуть дело с мертвой точки поможет управляемый механосинтез. В ходе этой, пока еще теоретической процедуры, молекулы можно будет собирать из атомов с помощью механического приближения — сокращения расстояния между атомами до тех пор, пока не вступят в действие химические связи. Это возможно лишь при наличии манипулятора, который способен оперировать отдельными атомами в радиусе до 100 нм. Управлять столь тонким устройством человек уже не сможет, для этого потребуется нанокомпьютер.
...
Биотехнологии, нанороботы
В медицине и биотехнологиях использование нанороботов также сулит невероятные прорывы. Многие тяжелые и даже неизлечимые заболевания, перед которыми пасует современная медицина, перестанут быть опасной угрозой. Медицинские нанороботы доберутся до пораженных органов и злокачественных клеток, не требуя хирургического вмешательства и химиотерапии.
Британский футуролог Обри де Грей убежден, что благодаря нанотехнологиям станет возможным регулярно обновлять клетки организма и таким образом фактически достичь бессмертия. Больше того, он убежден, это вовсе не дело отдаленного будущего — первыми бессмертными, по его мнению, станут люди, родившиеся в начале XXI века.
ругие ученые в своих прогнозах заходят еще дальше и предсказывают, что нанотехнологии позволят перестроить человеческий организм. Например, дадут возможность управлять энергетическим балансом, поставляя в организм калории, без необходимости употреблять в пищу продукты, содержащие эти калории.
...
Нанотехнологии в металургии
Компания Battelle, один из крупнейших партнеров Министерства энергетики США, объявила о создании «умного» покрытия, которое поможет предотвращать ржавление металлов. Покрытие само распознает места, в которых металл начал ржаветь, на самых ранних стадиях, когда процесс невозможно заметить невооруженным глазом.
Интеллектуальным это покрытие делают нанотехнологии. Сотрудники лаборатории компании разработали наноматериалы, которые взаимодействуют с коррозией — вступая в реакцию с ржавчиной, они начинают флюоресцировать. Опыты пока проводились только с алюминием, однако разработчики уверяют, что химический состав покрытия в будущем может быть адаптирован практически к любому виду металла.
Актуальность изобретения в США ни у кого не вызвала вопросов. Только по оценка Министерства обороны США, коррозия оборудования, подконтрольного этому ведомству, ежегодно обходится в $10 млрд.
...
Замена нефти и газа
Возможность практически бесконечного воспроизведения любой конструкции при наличии сырья и некоторого количества энергии — весьма небольшого, как уверяют ученые, - делает нанотехнологии универсальной технологией будущего. КПД получения электроэнергии из солнечного света, например, в случае применения нанотехнологий может достигать 90% против 20% у применяемых сегодня солнечных панелей. Это не только решает проблему энергообеспечения самих нанороботов, но и открывает широкие перспективы для решения энергетических проблем человечества.
Возможность создания конструкций на наноуровне изменит машиностроительную индустрию. Вернее, похоронит ее — отпадет необходимость в промежуточных машинах, которые необходимы для создания других машин. Их заменят универсальные наноконструкторы, способные создать любое устройство на уровне атомов и молекул.
...
Нанотехнологии в Медицине
- Упорядоченные одним образом, атомы составляют дома и свежий воздух; упорядоченные другим, они образуют золу и дым.
- Уголь и алмазы, рак и здоровая ткань: вариации в упорядочении атомов различили дешевое от драгоценного, больное от здорового.
Рассматривая отдельный атом в качестве кирпичика или "детальки" нанотехнологи ищут практические способы конструировать из этих деталей материалы с заданными характеристиками. Многие компании уже умеют собирать атомы и молекулы в некие конструкции.
В перспективе, любые молекулы будут собираться подобно детскому конструктору. Для этого планируется использовать нано-роботов (наноботов). Любую химически стабильную структуру, которую можно описать, на самом деле, можно и построить. Поскольку нанобот можно запрограммировать на строительство любой структуры, в частности, на строительство другого нанобота, они будут очень дешевыми.
...
1. http://ru.wikipedia.org
2. Мамонтов Д. Наука. Десять в минус девятой/ Мамонтов Д.// Популярная механика. – 2009.
3. Свидиненко Ю. Нанотехнологии в нашей жизни / Свидиненко Ю. // Наука и жизнь. - 2005.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
