Нанотехнологии для школьников

Нанотехнологии
Множество определений
нанотехнологий
• Нанотехнологии – совокупность методов
и приемов, применяемых при изучении,
проектировании, производстве и
использовании структур, устройств и
систем, включающих целенаправленный
контроль и модификацию формы,
размера, интеграции и взаимодействия
составляющих их наномасштабных
элементов (1-100 нм) для получения
объектов с новыми химическими,
физическими, биологическими
свойствами (ГК «Роснанотех»).
Для чего нужны
нанотехнологии?
• Создание новых экологически чистых
источников энергии
• Обеспечение потребностей в чистой
воде и воздухе
• Улучшение здоровья и увеличение
продолжительности жизни
• Максимальное увеличение
продуктивности сельскохозяйственного
производства
• Доступность информационных
технологий повсюду
• Продвижение в освоении космического
пространства
Там, внизу, полно места !!!
Р. Фейнман (1959)
Почему «нанотехнологии» - это интересно?
При уменьшении объектов до НАНОразмеров их свойства
изменяются:
--- цвет зависит от размеров
--- прочность увеличивается в десятки раз
--- температура плавления падает на сотни градусов
--- реакционная способность веществ растёт
--- появляется способность к самосборке и
--- ????
Наночастицы меняют свой цвет
В наномире температура плавления уменьшается
3 нм кристаллы CdSe плавятся при 700 K, по сравнению с 1678 K,
то же и для 5-10 нм частиц золота, у которых температура плавления меньше на
несколько сотен К.
Нанотехнологии уже давно вокруг нас
$59.95
$108.90
$12.00
из просмотренной 10.08.2007 одной пятой каталога на http://www.nanotechproject.org/
Что будет с Что
нанотехнологиями?
будет?
Предсказывать тяжело…,
особенно, будущее….
Нильс Бор
Несколько компьютеров
будет вполне достаточно
для общества
Билл Гейтс
640 кб памяти будет более, чем
достаточно каждому. (1982)
Томас Уотсон, IBM
(1874-1956)
• Управляемый механосинтез
(наноманипулятор)
• Наномедицинские роботы
• Нейроинтерфейсы и импланты
• «умные материалы», способные к
мультимедиа – общению с
пользователем
•…
Фуллерены
• Фуллерены представляют собой полые внутри
частицы, образованные многогранниками из
атомов углерода, связанных ковалентной связью.
• Аккумуляторные батареи
• Оптические затворы
• Медицина
Углеродные нанотрубки — цилиндрические структуры из
свернутых графеновых плоскостей, которые обладают
уникальными характеристиками.
Это самый жесткий и прочный материала мире с высокими
электронными
характеристиками.
• Компьютеры
• Контейнеры для
транспортировки
химически активных
веществ
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПЕНА: МАТЕРИАЛ
С ЖЕЛЕЗНОЙ ПАМЯТЬЮ
• Металлическая пена — структура, состоящая из
твердого металла (алюминий) и содержащая
большое количество наполненных газом пор (7595%).
ПРОЗРАЧНЫЙ АЛЮМИНИЙ:
ПРОЩАЙ, СТЕКЛО!
Потеющий материал
металлический материал (чистый металл или сплав),
способный благодаря капиллярной пористой
структуре пропускать жидкость, которая выделяется
при этом на поверхности изделий в виде капель или
паров («выпотевание»).
позволяет охлаждать высокотеплонагруженные
элементы летательных аппаратов, реактивных
двигателей, энергетических агрегатов.
Универсальные лапки
Фотография лапки мухи под
электронным микроскопом
Универсальные лапки
Дендримеры – наноструктуры, образующиеся
при соединении огромного числа молекул,
обладающих ветвящейся структурой.
Лазерный пинцет
• Лазерный (или оптический) пинцет представляет
из себя устройство, использующее
сфокусированный луч лазера для передвижения
микроскопических объектов.
Одежда
Ткань, которая меняет форму, фактуру-структуру,
в зависимости от температуры тела, полевых
характеристик и степени загрязнения
окружающей среды. Если говорить более
корректно, реагирует на изменяющуюся среду не
сама ткань, а волокна, её составляющие.
• военные нанотехнологии
Одежда – невидимка
• Этот костюм представляет собой наноматериал,
наделенный миниатюрными видеодатчиками и
светоизлучающими элементами.
• наноткани.flv
• плащневидимка.flv
Пространственное распределение интенсивности
отраженного от золотой пластины инфракрасного света
(длина волны показана по оси ординат слева, от 1400 до
2700 нм ), когда она не укрыта (A) плащом-невидимкой и
когда укрыта (B).
Умная пыль
• микроробот – механизм микронного
размера.
Оружие будущих войн
Напыляемая кожа для лечения ожогов
Искусственные липопротеины - новое
средство против холестерина
Нановолокна восстанавливают спинной мозг