Niin oudolta kuin tämä kysymys saattaakin kuulostaa meidän aikanamme, siihen on vastattava. Ainakin itselleni. Kommunikoimalla tämän alan tutkijoiden ja asiantuntijoiden kanssa tulin siihen tulokseen, että kysymys on edelleen avoin.

Joku Wikipediassa määritteli sen näin:

Nanoteknologia on poikkitieteellinen perus- ja soveltavan tieteen ja teknologian ala, joka käsittelee teoreettisten perusteiden, käytännön tutkimus-, analyysi- ja synteesimenetelmien yhdistelmää sekä menetelmiä tietyn atomirakenteen omaavien tuotteiden tuotantoon ja käyttöön ohjatun manipuloinnin avulla. yksittäisiä atomeja ja molekyylejä.

Ja tämä määritelmä oli olemassa 2 vuotta sitten:

Nanoteknologia on soveltavan tieteen ja teknologian ala, joka tutkii esineiden ominaisuuksia ja kehittää laitteita, joiden mitat ovat nanometrin luokkaa (SI-yksikköjärjestelmän mukaan 10 -9 metriä).

Suosittu lehdistö käyttää vielä yksinkertaisempaa ja tavalliselle ihmiselle ymmärrettävämpää määritelmää:

Nanoteknologia on teknologiaa aineen manipuloimiseksi atomi- ja molekyylitasolla.

(Rakastan lyhyitä määritelmiä :))

Tai tässä on professori G. G. Eleninin määritelmä (MSU, M. V. Keldysh Institute of Applied Mathematics RAS):

Nanoteknologia on monitieteinen tieteenala, jossa tutkitaan fysikaalisten ja kemiallisten prosessien lakeja nanometrimittaisilla spatiaalisilla alueilla yksittäisten atomien, molekyylien, molekyylijärjestelmien ohjaamiseksi uusien molekyylien, nanorakenteiden, nanolaitteiden ja materiaalien luomisessa erityisillä fysikaalisilla alueilla. , kemialliset ja biologiset ominaisuudet.

Kyllä, yleisesti ottaen kaikki on melko selvää.. Mutta meidän (etenkin huomautan, kotimainen) huolellinen skeptikkomme sanoo: "Mitä, joka kerta kun liuotamme palan sokeria teelasiin, emmekö manipuloi ainetta molekyylitaso?"

Ja hän tulee olemaan oikeassa. On tarpeen lisätä johdon käsitteitä, jotka liittyvät "manipuloinnin hallintaan ja tarkkuuteen".

Liittovaltion tiede- ja innovaatiovirasto "Nanoteknologian alan työn kehittämiskonseptissa Venäjän federaatiossa vuoteen 2010 asti" antaa seuraavan määritelmän:

"Nanoteknologia on joukko menetelmiä ja tekniikoita, jotka tarjoavat mahdollisuuden luoda ja muokata objekteja kontrolloidulla tavalla, mukaan lukien komponentit, joiden koko on alle 100 nm, ainakin yhdessä ulottuvuudessa, ja tämän seurauksena saada täysin uusia ominaisuuksia, jotka mahdollistaa niiden integroinnin täysin toimiviin suuriin järjestelmiin; Laajemmassa merkityksessä tämä käsite kattaa myös tällaisten esineiden diagnoosi-, karakterologia- ja tutkimusmenetelmät."

Vau! Voimakkaasti sanottu!

Tai Venäjän federaation opetus- ja tiedeministeriön valtiosihteeri Dmitri Livanov määrittelee nanoteknologian seuraavasti:

"joukko tieteellisiä, teknologisia ja teollisia alueita, jotka yhdistyvät yhdeksi kulttuuriksi, joka perustuu operaatioihin aineen kanssa yksittäisten molekyylien ja atomien tasolla."

Yksinkertainen skeptikko on tyytyväinen, mutta skeptikko-asiantuntija sanoo: ”Eikö perinteinen kemia tai molekyylibiologia ja monet muut tieteenalat ole jatkuvasti mukana näissä samoissa nanotekniikoissa luoden uusia aineita, joissa niiden ominaisuudet ja rakenne määräytyvät. nanokokoisilla esineillä, jotka on liitetty tietyllä tavalla?"

Mitä tehdä? Ymmärrämme, mitä "nanoteknologia" on... tunnemme sen, voisi sanoa.. Yritetään lisätä määritelmään vielä pari termiä.

Occamin partaveitsi

Nanoteknologia: mikä tahansa teknologia sellaisten tuotteiden luomiseksi, joiden kuluttajaominaisuudet määräytyvät tarpeen hallita ja käsitellä yksittäisiä nanokokoisia esineitä.

Lyhyt ja vapaa? Selitämme määritelmässä käytetyt termit:

"Minkä tahansa": Tämä termi on tarkoitettu sovittamaan yhteen eri tieteen ja teknologian alojen asiantuntijat. Toisaalta tämä termi velvoittaa nanoteknologian kehittämisbudjettia hallitsevat organisaatiot huolehtimaan monien eri alojen rahoituksesta. Mukaan lukien tietysti molekyylibioteknologiat. (Ilman tarvetta liittää keinotekoisesti etuliitettä "nano-" näiden ohjeiden nimeen). Pidän sitä varsin tärkeänä terminä maamme nanoteknologian nykytilanteelle :).

"Kuluttajakiinteistöt" (voit tietysti käyttää perinteistä termiä "kuluttajaarvo" - kuten haluat): tuotteiden luomisen sellaisilla kehittyneillä menetelmillä kuin aineen hallinta ja manipulointi nanomittakaavassa pitäisi antaa uusia kuluttajaominaisuuksia tai vaikuttaa tuotteen hintaan. tuotteita, muuten siitä tulee merkityksetöntä.

On myös selvää, että esimerkiksi nanoputket, joissa yksi lineaarisista mitoista on perinteisten mittojen alueella, kuuluvat myös tähän määritelmään. Samanaikaisesti itse luoduilla tuotteilla voi olla mikä tahansa koko - "nano" -perinteiseen.

"Yksittäinen": Tämän termin olemassaolo vie määritelmän perinteisestä kemiasta ja edellyttää selvästi edistyneimpien tieteellisten, metrologisten ja teknologisten työkalujen olemassaoloa, jotka pystyvät hallitsemaan yksittäisiä ja tarvittaessa jopa tiettyjä nanoobjekteja. Yksilöllisen hallinnan avulla saamme esineitä, joissa on kuluttajauutuus. Voidaan väittää, että esimerkiksi monet nykyiset ultrahienojen materiaalien teollisen tuotannon tekniikat eivät vaadi tällaista valvontaa, mutta tämä on vain ensi silmäyksellä; itse asiassa sertifioitu Ultradispersiomateriaalien valmistus vaatii välttämättä yksittäisten hiukkasten koon hallintaa.

"Ohjaus" , ilman "Manipulointi" laajentaa määritelmän ns. "edellisen sukupolven" nanoteknologia.
"Ohjaus" yhdessä "Manipulointi" laajentaa määritelmän kehittyneisiin nanoteknologioihin.

Jos siis pystymme löytämään tietyn nanokokoisen esineen, hallitsemaan ja tarvittaessa muuttamaan sen rakennetta ja yhteyksiä, niin kyseessä on "nanoteknologia". Jos saamme nanokokoisia esineitä ilman tällaista valvontaa (tiettyihin nano-objekteihin), tämä ei ole nanoteknologiaa tai parhaimmillaan "edellisen sukupolven" nanoteknologiaa.

"Nanokokoinen esine": atomi, molekyyli, supramolekyylinen muodostus.

Kaiken kaikkiaan määritelmä yrittää yhdistää tieteen ja teknologian talouteen. Nuo. täyttää nanoteollisuuden kehittämisohjelman päätavoitteiden saavuttamisen: edistyneisiin tutkimus- ja tuotantomenetelmiin perustuvien teknologioiden luominen sekä saavutettujen saavutusten kaupallistaminen.

Venäjän presidentti Dmitri Medvedev uskoo, että maassa on kaikki edellytykset nanoteknologian menestyksekkäälle kehitykselle.

Nanoteknologia on uusi tieteen ja teknologian suunta, joka on kehittynyt aktiivisesti viime vuosikymmeninä. Nanoteknologiaan kuuluu materiaalien, laitteiden ja teknisten järjestelmien luominen ja käyttö, joiden toiminnan määrää nanorakenne eli sen järjestyneet fragmentit, joiden koko vaihtelee 1-100 nanometrin välillä.

Etuliite "nano", joka tulee kreikan kielestä ("nanos" kreikaksi - gnome), tarkoittaa yhtä miljardiosaa. Yksi nanometri (nm) on metrin miljardisosa.

Termin "nanoteknologia" loi vuonna 1974 Tokion yliopiston materiaalitutkija Norio Taniguchi, joka määritteli sen "valmistusteknologiaksi, jolla voidaan saavuttaa erittäin suuri tarkkuus ja erittäin pienet mitat...1 luokkaa nm...”.

Maailmankirjallisuudessa nanotiede erotetaan selvästi nanoteknologiasta. Termiä nanomittakaava tiede käytetään myös nanotieteestä.

Venäjän kielessä ja Venäjän lainsäädännön ja säädösasiakirjojen käytännössä termi "nanoteknologia" yhdistää "nanotieteen", "nanoteknologian" ja joskus jopa "nanoteollisuuden" (liiketoiminnan ja tuotannon alat, joilla nanoteknologiaa käytetään).

Nanoteknologian tärkeimmät komponentit ovat nanomateriaalit eli materiaaleja, joiden epätavalliset toiminnalliset ominaisuudet määräytyvät niiden nanofragmenttien järjestyneen rakenteen perusteella, joiden koko vaihtelee välillä 1-100 nm.

- nanohuokoiset rakenteet;
- nanohiukkaset;
- nanoputket ja nanokuidut
- nanodispersiot (kolloidit);
- nanorakenteiset pinnat ja kalvot;
- nanokiteet ja nanoklusterit.

Nanosysteemitekniikka- toiminnallisesti täydelliset järjestelmät ja laitteet, jotka on luotu kokonaan tai osittain nanomateriaalien ja nanoteknologioiden pohjalta ja joiden ominaisuudet poikkeavat olennaisesti perinteisiä teknologioita käyttäen luotujen järjestelmien ja laitteiden vastaavista tarkoituksista.

Nanoteknologian sovellusalueet

On lähes mahdotonta luetella kaikkia aloja, joilla tämä globaali teknologia voi merkittävästi vaikuttaa teknologian kehitykseen. Voimme mainita niistä vain muutaman:

- nanoelektroniikan ja nanofotoniikan elementit (puolijohdetransistorit ja laserit;
- valokuvailmaisimet; Aurinkokennot; erilaiset anturit);
- erittäin tiheät tiedontallennuslaitteet;
- televiestintä-, tieto- ja laskentateknologiat; supertietokoneet;
- videolaitteet - litteät näytöt, näytöt, videoprojektorit;
- molekyylielektroniikkalaitteet, mukaan lukien kytkimet ja elektroniset piirit molekyylitasolla;
- nanolitografia ja nanoimprinting;
- polttokennot ja energian varastointilaitteet;
- mikro- ja nanomekaniikan laitteet, mukaan lukien molekyylimoottorit ja nanomoottorit, nanorobotit;
- nanokemia ja katalyysi, mukaan lukien palamisen ohjaus, pinnoitus, sähkökemia ja lääkkeet;
- ilmailu-, avaruus- ja puolustussovellukset;
- ympäristönvalvontalaitteet;
- lääkkeiden ja proteiinien kohdennettu jakelu, biopolymeerit ja biologisten kudosten parantaminen, kliininen ja lääketieteellinen diagnostiikka, keinotekoisten lihasten, luiden luominen, elävien elinten istuttaminen;
- biomekaniikka; genomiikka; bioinformatiikka; bioinstrumentointi;
- syöpää aiheuttavien kudosten, patogeenien ja biologisesti haitallisten aineiden rekisteröinti ja tunnistaminen;
- turvallisuus maataloudessa ja elintarviketuotannossa.

Tietokoneet ja mikroelektroniikka

Nanotietokone— elektronisiin (mekaanisiin, biokemiallisiin, kvantti)tekniikoihin perustuva laskentalaite, jonka loogisten elementtien koko on useiden nanometrien luokkaa. Itse tietokoneella, joka on kehitetty nanoteknologian pohjalta, on myös mikroskooppiset mitat.

DNA tietokone- laskentajärjestelmä, joka käyttää DNA-molekyylien laskentaominaisuuksia. Biomolekyylilaskenta on kollektiivinen nimi erilaisille tekniikoille, jotka liittyvät tavalla tai toisella DNA:han tai RNA:han. DNA-laskennassa dataa ei esitetä nollien ja ykkösten muodossa, vaan DNA-kierteen pohjalta rakennetun molekyylirakenteen muodossa. Tietojen lukemiseen, kopioimiseen ja hallintaan tarkoitettujen ohjelmistojen roolia suorittavat erityiset entsyymit.

Atomivoimamikroskooppi- korkearesoluutioinen pyyhkäisykoetinmikroskooppi, joka perustuu ulokeneulan (sondin) vuorovaikutukseen tutkittavan näytteen pinnan kanssa. Toisin kuin pyyhkäisytunnelointimikroskoopilla (STM), se pystyy tutkimaan sekä johtavia että johtamattomia pintoja jopa nestekerroksen läpi, mikä mahdollistaa työskentelyn orgaanisten molekyylien (DNA) kanssa. Atomivoimamikroskoopin spatiaalinen resoluutio riippuu ulokkeen koosta ja sen kärjen kaarevuudesta. Tarkkuus saavuttaa atomin vaakasuunnassa ja ylittää sen huomattavasti pystysuunnassa.

Antenni-oskillaattori- 9. helmikuuta 2005 Bostonin yliopiston laboratoriosta hankittiin antennioskillaattori, jonka mitat ovat noin 1 mikroni. Tässä laitteessa on 5000 miljoonaa atomia ja se pystyy värähtelemään 1,49 gigahertsin taajuudella, mikä mahdollistaa valtavien tietomäärien välittämisen.

Nanomelääketiede ja lääketeollisuus

Suunta modernissa lääketieteessä, joka perustuu nanomateriaalien ja nanoobjektien ainutlaatuisten ominaisuuksien käyttöön ihmisen biologisten järjestelmien jäljittämiseen, suunnitteluun ja muokkaamiseen nanomolekyylitasolla.

DNA nanoteknologia- käyttää erityisiä DNA-emäksiä ja nukleiinihappomolekyylejä luodakseen selkeästi määriteltyjä rakenteita niiden pohjalta.

Lääkemolekyylien ja selkeästi määritellyn muodon farmakologisten valmisteiden teollinen synteesi (bis-peptidit).

Vuoden 2000 alussa nanopartikkelitekniikan nopea kehitys antoi sysäyksen uuden nanoteknologian alan kehitykselle: nanoplasmoniikka. Osoittautui mahdolliseksi siirtää sähkömagneettista säteilyä metallinanohiukkasten ketjua pitkin käyttämällä plasmonivärähtelyjen viritystä.

Robotiikka

Nanorobotit- nanomateriaaleista luodut ja kooltaan molekyyliin verrattavat robotit, joilla on liiketoimintoja, tietojen käsittelyä ja siirtoa sekä ohjelmien suorittamista. Nanorobotit, jotka pystyvät luomaan kopioita itsestään, ts. itsensä lisääntymistä kutsutaan replikaattoreiksi.

Tällä hetkellä on jo luotu liikkumisrajoitteisia sähkömekaanisia nanolaitteita, joita voidaan pitää nanorobottien prototyypeinä.

Molekyyliroottorit- synteettiset nanokokoiset moottorit, jotka pystyvät tuottamaan vääntömomentin, kun niihin kohdistetaan riittävästi energiaa.

Venäjän paikka nanoteknologiaa kehittävien ja tuottavien maiden joukossa

Maailman johtajia nanoteknologian kokonaisinvestoinneissa ovat EU-maat, Japani ja Yhdysvallat. Viime aikoina Venäjä, Kiina, Brasilia ja Intia ovat lisänneet investointejaan merkittävästi tälle toimialalle. Venäjällä "Nanoteollisuuden infrastruktuurin kehittäminen Venäjän federaatiossa 2008 - 2010" -ohjelman rahoituksen määrä on 27,7 miljardia ruplaa.

Lontoossa toimivan Cientifican viimeisin (2008) raportti, nimeltään Nanotechnology Outlook Report, kuvaa venäläisiä investointeja sanatarkasti seuraavasti: ”Vaikka EU on edelleen investointien kärjessä, Kiina ja Venäjä ovat jo ohittaneet Yhdysvallat. ”

Nanoteknologiassa on alueita, joilla venäläisistä tiedemiehistä tuli ensimmäisiä maailmassa saatuaan tuloksia, jotka loivat perustan uusien tieteellisten suuntausten kehitykselle.

Niitä ovat ultradispersioiden nanomateriaalien tuotanto, yksielektronilaitteiden suunnittelu sekä työ atomivoiman ja pyyhkäisyanturimikroskopian alalla. Vain Pietarin XII talousfoorumin (2008) puitteissa järjestetyssä erikoisnäyttelyssä esiteltiin 80 erityistä kehitystä kerralla.

Venäjällä valmistetaan jo useita nanotuotteita, joilla on kysyntää markkinoilla: nanokalvoja, nanojauheita, nanoputkia. Asiantuntijoiden mukaan Venäjä on kuitenkin nanoteknologisen kehityksen kaupallistamisessa kymmenellä vuodella jäljessä Yhdysvalloista ja muista kehittyneistä maista.

Materiaali on laadittu avoimista lähteistä saatujen tietojen pohjalta

) — Tällä termillä ei tällä hetkellä ole yhtä, yleisesti hyväksyttyä määritelmää. Termillä "nanoteknologia" RUSNANO ymmärtää joukon teknisiä menetelmiä ja tekniikoita, joita käytetään materiaalien, laitteiden ja järjestelmien tutkimuksessa, suunnittelussa ja tuotannossa, mukaan lukien niiden yksittäisten nanomittakaavaisten elementtien rakenteen, kemiallisen koostumuksen ja vuorovaikutuksen kohdennettu ohjaus ja hallinta. mitat ovat luokkaa 100 nm tai pienemmät ainakin yhden mittauksen mukaan), jotka johtavat tuloksena olevien tuotteiden toiminnallisten ja/tai kuluttajien lisäominaisuuksien ja ominaisuuksien paranemiseen tai syntymiseen.

Kuvaus

Termiä "nanoteknologia" käytti professori ensimmäisen kerran raportissaan "Nanoteknologian peruskäsitteestä" kansainvälisessä konferenssissa Tokiossa vuonna 1974. Aluksi termiä "nanoteknologia" käytettiin suppeassa merkityksessä ja se tarkoitti prosesseja. jotka tarjoavat korkean tarkkuuden käsittelyn käyttämällä korkeaenergisiä elektroneja, fotoni- ja ionisäteitä, kalvopinnoitusta ja erittäin ohutta. Tällä hetkellä termiä "nanoteknologia" käytetään laajassa merkityksessä, ja se kattaa ja yhdistää teknologiset prosessit, tekniikat ja koneiden ja mekanismien järjestelmät, jotka on suunniteltu suorittamaan erittäin tarkkoja operaatioita useiden nanometrien mittakaavassa.

Nanoteknologian esineet voivat olla sekä suoraan pieniulotteisia esineitä, joiden mitat ovat nanoalueelle tyypillisiä vähintään yhdessä ulottuvuudessa (nanofilmit), että makroskooppisia esineitä (bulkkimateriaalit, laitteiden ja järjestelmien yksittäiset elementit), joiden rakennetta luodaan ja muokataan kontrolloidusti. joiden resoluutio on yksittäisten nanoelementtien tasolla. Laitteet tai järjestelmät katsotaan nanoteknologialla valmistetuiksi, jos vähintään yksi niiden pääkomponenteista on nanoteknologian kohde, eli teknologisessa prosessissa on vähintään yksi vaihe, jonka tulos on nanoteknologian kohde.

Tekijät

• Goldt Ilja Valerievich
• Gusev Aleksandr Ivanovitš

Lähteet

1. Gusev A.I. Nanomateriaalit, nanorakenteet, nanoteknologiat. - M.: Fizmatlit, 2007. - 416 s.
2. Gusev A. I., Rempel A. A. Nanokiteiset materiaalit. - Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 2004. - 351 s.

Nanoteknologia on perus- ja soveltavan tieteen ja teknologian ala, joka käsittelee teoreettisten perusteiden, käytännön tutkimus-, analyysi- ja synteesimenetelmien yhdistelmää sekä menetelmiä tietyn atomirakenteen omaavien tuotteiden tuotantoon ja käyttöön yksilöiden ohjatun manipuloinnin avulla. atomeja ja molekyylejä.

Tarina

Monet lähteet, pääasiassa englanninkieliset, yhdistävät ensimmäisen mainitsemisen menetelmistä, joita myöhemmin kutsuttiin nanoteknologiaksi Richard Feynmanin kuuluisaan puheeseen "There's Plenty of Room at the Bottom", jonka hän piti vuonna 1959 Kalifornian teknologiainstituutissa vuosittaisessa konferenssissa. American Physical Societyn kokous. Richard Feynman ehdotti, että yksittäisiä atomeja olisi mahdollista siirtää mekaanisesti sopivan kokoisella manipulaattorilla, ainakaan tällainen prosessi ei olisi ristiriidassa nykyään tunnettujen fysiikan lakien kanssa.

Hän ehdotti tämän manipulaattorin tekemistä seuraavalla tavalla. On tarpeen rakentaa mekanismi, joka luo itsestään kopion, vain suuruusluokkaa pienemmän. Luodun pienemmän mekanismin on jälleen luotava itsestään kopio, jälleen suuruusluokkaa pienempi, ja niin edelleen, kunnes mekanismin mitat ovat verrannollisia yhden atomin kertaluvun mittoihin. Tässä tapauksessa on tarpeen tehdä muutoksia tämän mekanismin rakenteeseen, koska makrokosmuksessa vaikuttavilla gravitaatiovoimilla on yhä vähemmän vaikutusta ja molekyylien välisten vuorovaikutusten voimat ja van der Waalsin voimat vaikuttavat yhä enemmän mekanismi.

Viimeinen vaihe - tuloksena oleva mekanismi kokoaa kopion yksittäisistä atomeista. Periaatteessa tällaisten kopioiden määrä on rajoittamaton, on mahdollista luoda mielivaltainen määrä tällaisia ​​koneita lyhyessä ajassa. Nämä koneet pystyvät kokoamaan makroasioita samalla tavalla, atomikokoonpanolla. Tämä tekee asioista paljon halvempia - tällaisille roboteille (nanoroboteille) on annettava vain tarvittava määrä molekyylejä ja energiaa, ja kirjoitettava ohjelma tarvittavien kohteiden kokoamiseksi. Toistaiseksi kukaan ei ole kyennyt kumoamaan tätä mahdollisuutta, mutta kukaan ei ole vielä onnistunut luomaan tällaisia ​​mekanismeja. Tämän mahdollisuuden teoreettisen tutkimuksen aikana syntyi hypoteettisia tuomiopäivän skenaarioita, joissa oletetaan, että nanorobotit imevät itseensä kaiken maapallon biomassan toteuttaen itsensä lisääntymisohjelmaansa (ns. "harmaa lima" tai "harmaa liete").

Ensimmäiset oletukset mahdollisuudesta tutkia esineitä atomitasolla löytyvät Isaac Newtonin vuonna 1704 julkaistusta kirjasta "Opticks". Kirjassa Newton toivoo, että tulevat mikroskoopit pystyvät jonakin päivänä tutkimaan "solujen salaisuuksia".

Termiä "nanoteknologia" käytti ensimmäisen kerran Norio Taniguchi vuonna 1974. Hän käytti tätä termiä kuvaamaan useiden nanometrien kokoisten tuotteiden tuotantoa. 1980-luvulla termiä käytti Eric K. Drexler kirjoissaan Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology and Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing and Computation.

Mitä nanoteknologia voi tehdä?

Tässä on vain muutamia alueita, joilla nanoteknologia lupaa läpimurtoja:

Lääke

Nanosensorit edistävät sairauksien varhaista diagnosointia. Tämä lisää toipumismahdollisuuksiasi. Voimme voittaa syövän ja muut sairaudet. Vanhat syöpälääkkeet tuhosivat paitsi sairaita, myös terveitä soluja. Nanoteknologian avulla lääke toimitetaan suoraan sairaaseen soluun.

DNA nanoteknologia– käyttää tiettyjä DNA-emäksiä ja nukleiinihappomolekyylejä luodakseen selkeästi määriteltyjä rakenteita niiden pohjalta. Lääkemolekyylien ja selkeästi määritellyn muodon farmakologisten valmisteiden teollinen synteesi (bis-peptidit).

Vuoden 2000 alussa nanokokoisten hiukkasten valmistustekniikan nopean edistymisen ansiosta annettiin sysäys uuden nanoteknologian alan kehitykselle - nanoplasmoniikka. Osoittautui mahdolliseksi siirtää sähkömagneettista säteilyä metallinanohiukkasten ketjua pitkin käyttämällä plasmonivärähtelyjen viritystä.

Rakentaminen

Rakennusrakenteiden nanosensorit tarkkailevat niiden lujuutta ja havaitsevat niiden eheyttä uhkaavat uhat. Nanoteknologialla rakennetut esineet voivat kestää viisi kertaa pidempään kuin nykyaikaiset rakenteet. Kodit mukautuvat asukkaiden tarpeisiin pitäen ne kesällä viileinä ja talvella lämpiminä.

Energiaa

Olemme vähemmän riippuvaisia ​​öljystä ja kaasusta. Nykyaikaisten aurinkopaneelien hyötysuhde on noin 20 %. Nanoteknologian avulla se voi kasvaa 2-3 kertaa. Ohuet nanokalvot katolla ja seinillä voivat tarjota energiaa koko talolle (jos tietysti aurinkoa on tarpeeksi).

Mekaaninen suunnittelu

Kaikki tilaa vievät laitteet korvataan roboteilla - helposti ohjattavilla laitteilla. He pystyvät luomaan mitä tahansa mekanismeja atomien ja molekyylien tasolla. Koneiden valmistuksessa käytetään uusia nanomateriaaleja, jotka voivat vähentää kitkaa, suojata osia vaurioilta ja säästää energiaa. Nämä eivät ole kaikki alueet, joilla nanoteknologiaa voidaan (ja tullaan!) käyttämään. Tutkijat uskovat, että nanoteknologian ilmaantuminen on alku uudelle tieteelliselle ja tekniselle vallankumoukselle, joka muuttaa suuresti maailmaa 2000-luvulla. On kuitenkin syytä huomata, että nanoteknologia ei pääse todelliseen käytäntöön kovin nopeasti. Monet laitteet (lähinnä elektroniikka) eivät toimi "nano". Tämä johtuu osittain nanoteknologian korkeasta hinnasta ja nanoteknologian tuotteiden ei kovin korkeasta tuotosta.

Todennäköisesti lähitulevaisuudessa nanoteknologian avulla luodaan huipputeknisiä, mobiili, helposti ohjattavia laitteita, jotka korvaavat menestyksekkäästi nykyajan automatisoidut, mutta vaikeasti hallittavat ja kömpelöt laitteet. Esimerkiksi ajan mittaan tietokoneohjatut biorobotit pystyvät suorittamaan nykyisten tilaa vievien pumppausasemien toiminnot.

• DNA tietokone– laskentajärjestelmä, joka käyttää DNA-molekyylien laskentaominaisuuksia. Biomolekyylilaskenta on kollektiivinen nimi erilaisille tekniikoille, jotka liittyvät tavalla tai toisella DNA:han tai RNA:han. DNA-laskennassa dataa ei esitetä nollien ja ykkösten muodossa, vaan DNA-kierteen pohjalta rakennetun molekyylirakenteen muodossa. Tietojen lukemiseen, kopioimiseen ja hallintaan tarkoitettujen ohjelmistojen roolia suorittavat erityiset entsyymit.
• Atomivoimamikroskooppi– korkearesoluutioinen pyyhkäisykoetinmikroskooppi, joka perustuu ulokeneulan (sondin) vuorovaikutukseen tutkittavan näytteen pinnan kanssa. Toisin kuin pyyhkäisytunnelointimikroskoopilla (STM), se pystyy tutkimaan sekä johtavia että johtamattomia pintoja jopa nestekerroksen läpi, mikä mahdollistaa työskentelyn orgaanisten molekyylien (DNA) kanssa. Atomivoimamikroskoopin spatiaalinen resoluutio riippuu ulokkeen koosta ja sen kärjen kaarevuudesta. Tarkkuus saavuttaa atomin vaakasuunnassa ja ylittää sen huomattavasti pystysuunnassa.
• Antenni-oskillaattori– 9. helmikuuta 2005 Bostonin yliopiston laboratoriosta hankittiin noin 1 mikronin kokoinen antennioskillaattori. Tässä laitteessa on 5000 miljoonaa atomia ja se pystyy värähtelemään 1,49 gigahertsin taajuudella, mikä mahdollistaa valtavien tietomäärien välittämisen.

10 nanoteknologiaa, joissa on uskomattomia mahdollisuuksia

Yritä muistaa jokin kanoninen keksintö. Luultavasti joku kuvitteli nyt pyörän, joku lentokoneen ja joku iPodin. Kuinka moni teistä on ajatellut täysin uuden sukupolven - nanoteknologian - keksintöä? Tätä maailmaa on vähän tutkittu, mutta siinä on uskomatonta potentiaalia, joka voi antaa meille todella upeita asioita. Hämmästyttävä asia: nanoteknologian alaa oli olemassa vasta vuonna 1975, vaikka tiedemiehet aloittivat työskentelyn tällä alalla paljon aikaisemmin.

Ihmisen paljain silmin pystyy tunnistamaan jopa 0,1 millimetrin kokoisia esineitä. Tänään puhumme kymmenestä keksinnöstä, jotka ovat 100 000 kertaa pienempiä.

Sähköä johtava nestemäinen metalli

Sähköä käyttämällä yksinkertainen nestemäinen galliumin, iridiumin ja tinan metalliseos voidaan valmistaa muodostamaan monimutkaisia ​​muotoja tai tuulen ympyröitä petrimaljan sisällä. Voidaan tietyllä todennäköisyydellä sanoa, että tästä materiaalista syntyi kuuluisa T-1000-sarjan kyborgi, jonka voimme nähdä Terminator 2:ssa.

”Pehmeä metalliseos käyttäytyy kuin älykäs muoto, joka pystyy tarvittaessa muuttamaan itseään, ottaen huomioon muuttuvan ympäröivän tilan, jonka läpi se liikkuu. Aivan kuten kyborgi suositusta sci-fi-elokuvasta voisi tehdä”, sanoo Jin Li Tsinghuan yliopistosta, yksi tässä projektissa mukana olevista tutkijoista.

Tämä metalli on biomimeettinen eli se jäljittelee biokemiallisia reaktioita, vaikka se ei itse ole biologinen aine.

Tätä metallia voidaan ohjata sähköpurkauksilla. Se itse kuitenkin pystyy liikkumaan itsenäisesti ilmaantuvan kuormituksen epätasapainon vuoksi, joka syntyy tämän metalliseoksen jokaisen pisaran etu- ja takaosan välisestä paine-erosta. Ja vaikka tutkijat uskovat, että tämä prosessi voi olla avain kemiallisen energian muuttamiseksi mekaaniseksi energiaksi, molekyylimateriaalia ei aiota käyttää pahojen kyborgien rakentamiseen lähiaikoina. Koko "maaginen" prosessi voi tapahtua vain natriumhydroksidiliuoksessa tai suolaliuoksessa.

Nanoplastit

Yorkin yliopiston tutkijat kehittävät erityisiä laastareita, jotka on suunniteltu kuljettamaan kaikki tarvittavat lääkkeet kehon sisään ilman neuloja ja ruiskuja. Laastarit, jotka ovat kooltaan melko normaalia, liimataan käteesi ja kuljettavat tietyn annoksen lääkkeen nanohiukkasia (riittävän pieniä tunkeutumaan karvatupiin) kehosi sisään. Nanohiukkaset (koko alle 20 nanometriä) löytävät itse haitalliset solut, tappavat ne ja poistuvat elimistöstä muiden solujen mukana luonnollisten prosessien seurauksena.

Tutkijat huomauttavat, että tulevaisuudessa tällaisia ​​nanolaastareita voitaisiin käyttää taistelussa yhtä maapallon kauheimmista sairauksista - syöpää vastaan. Toisin kuin kemoterapia, joka on usein olennainen osa hoitoa tällaisissa tapauksissa, nanolaastarit pystyvät löytämään ja tuhoamaan syöpäsoluja yksilöllisesti jättäen terveet solut koskemattomiksi. Nanopatch-projekti on nimeltään NanJect. Sen kehittämistä tekevät Atif Syed ja Zakaria Hussain, jotka vuonna 2013, ollessaan vielä opiskelijoita, saivat tarvittavan sponsoroinnin osana joukkorahoituskampanjaa varojen keräämiseksi.

Nanosuodatin vedelle

Kun tätä kalvoa käytetään yhdessä hienon ruostumattoman teräsverkon kanssa, öljy hylkii, jolloin vesi jätetään koskemattoman puhtaaksi.

Mielenkiintoista on, että tiedemiehet inspiroivat nanofilmin luomista luonnosta itsestään. Lootuslehdillä, jotka tunnetaan myös nimellä lumpeet, on nanofilmille päinvastaiset ominaisuudet: öljyn sijaan ne hylkivät vettä. Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun tutkijat ovat vakoilleet näitä hämmästyttäviä kasveja niiden yhtä hämmästyttävien ominaisuuksien vuoksi. Tämä johti esimerkiksi superhydrofobisten materiaalien luomiseen vuonna 2003. Nanofilmin osalta tutkijat yrittävät luoda materiaalia, joka jäljittelee lumpeen pintaa ja rikastaa sitä erityisen puhdistusaineen molekyyleillä. Pinnoite itsessään on ihmissilmälle näkymätön. Sen valmistaminen on edullista: noin 1 dollari neliöjalkaa kohti.

Ilmanpuhdistin sukellusveneisiin

On epätodennäköistä, että kukaan muu, paitsi miehistön jäsenet itse, olisi miettinyt, millaista ilmaa sukellusvenemiehistön on hengitettävä. Samaan aikaan ilman puhdistaminen hiilidioksidista on suoritettava välittömästi, sillä yhden matkan aikana saman ilman täytyy kulkea sukellusveneen kevyen miehistön läpi satoja kertoja. Ilman puhdistamiseen hiilidioksidista käytetään amiineja, joilla on erittäin epämiellyttävä haju. Tämän ongelman ratkaisemiseksi luotiin SAMMS-niminen puhdistustekniikka (lyhenne sanoista Self-Assembled Monlayers on Mesohuorous Supports). Hän ehdottaa erityisten nanohiukkasten käyttöä keraamisten rakeiden sisään. Aineella on huokoinen rakenne, minkä vuoksi se imee ylimääräistä hiilidioksidia. Erityyppiset SAMMS-puhdistukset ovat vuorovaikutuksessa erilaisten ilman, veden ja maaperän molekyylien kanssa, mutta kaikki nämä puhdistusvaihtoehdot ovat uskomattoman tehokkaita. Vain yksi ruokalusikallinen näitä huokoisia keraamisia rakeita riittää puhdistamaan yhden jalkapallokentän verran alueen.

Nanojohteet

Northwestern Universityn (USA) tutkijat ovat selvittäneet kuinka luoda sähköjohdin nanomittakaavassa. Tämä johdin on kova ja kestävä nanopartikkeli, joka voidaan konfiguroida siirtämään sähkövirtaa useisiin vastakkaisiin suuntiin. Tutkimus osoittaa, että jokainen tällainen nanohiukkanen pystyy jäljittelemään "tasasuuntaajien, kytkimien ja diodien toimintaa". Jokainen 5 nanometrin paksuinen hiukkanen on päällystetty positiivisesti varautuneella kemikaalilla ja ympäröity negatiivisesti varautuneilla atomeilla. Sähköpurkauksen käyttäminen konfiguroi uudelleen negatiivisesti varautuneet atomit nanohiukkasten ympärillä.

Teknologian potentiaali, kuten tutkijat raportoivat, on ennennäkemätön. Sen pohjalta on mahdollista luoda materiaaleja, jotka "soveltuvat itsenäisesti muuttumaan sopimaan tiettyihin tietokoneiden laskentatehtäviin". Tämän nanomateriaalin käyttö itse asiassa "ohjelmoi uudelleen" tulevaisuuden elektroniikan. Laitteistopäivitykset tulevat olemaan yhtä helppoja kuin ohjelmistopäivitykset.

Nanotech laturi

Kun tämä asia on luotu, sinun ei enää tarvitse käyttää langallisia latureita. Uusi nanoteknologia toimii kuin sieni, mutta se ei ime nestettä. Se imee kineettistä energiaa ympäristöstä ja ohjaa sen suoraan älypuhelimeesi. Tekniikka perustuu pietsosähköisen materiaalin käyttöön, joka tuottaa sähköä mekaanisen rasituksen alaisena. Materiaali on varustettu nanoskooppisilla huokosilla, jotka tekevät siitä joustavan sienen.

Tämän laitteen virallinen nimi on "nanogeneraattori". Tällaisista nanogeneraattoreista voisi jonain päivänä tulla osa jokaista planeetan älypuhelinta tai osa jokaisen auton kojelautaa ja kenties osa jokaista vaatetaskua - laitteet ladataan suoraan siinä. Lisäksi teknologiaa voidaan käyttää laajemmassa mittakaavassa, kuten teollisuuslaitteissa. Ainakin näin ajattelevat Wisconsin-Madisonin yliopiston tutkijat, jotka loivat tämän hämmästyttävän nanosienen.

Keinotekoinen verkkokalvo

Israelilainen yritys Nano Retina kehittää käyttöliittymää, joka yhdistää suoraan silmän hermosoluihin ja välittää hermomallinnuksen tuloksen aivoihin, korvaamalla verkkokalvon ja palauttaen näön ihmisille.

Kokeilu sokealla kanalla osoitti toivoa projektin onnistumisesta. Nanofilmi antoi kanalle mahdollisuuden nähdä valon. Totta, keinotekoisen verkkokalvon kehittämisen viimeinen vaihe ihmisten näön palauttamiseksi on vielä kaukana, mutta edistyminen tähän suuntaan ei voi muuta kuin iloita. Nano Retina ei ole ainoa yritys, joka on mukana tällaisessa kehityksessä, mutta heidän teknologiansa näyttää tällä hetkellä lupaavimmalta, tehokkaimmalta ja mukautuvimmalta. Viimeinen kohta on tärkein, koska puhumme tuotteesta, joka integroidaan jonkun silmiin. Samanlainen kehitys on osoittanut, että kiinteät materiaalit eivät sovellu sellaisiin tarkoituksiin.

Koska tekniikkaa kehitetään nanoteknologisella tasolla, se eliminoi metallin ja lankojen käytön ja välttää myös simuloidun kuvan alhaisen resoluution.

Hehkuvia vaatteita

Shanghain tutkijat ovat kehittäneet heijastavia lankoja, joita voidaan käyttää vaatteiden valmistuksessa. Jokaisen langan pohjana on erittäin ohut ruostumaton teräslanka, joka on päällystetty erityisillä nanohiukkasilla, kerroksella elektroluminoivaa polymeeriä ja läpinäkyvien nanoputkien suojakuorella. Tuloksena on erittäin kevyitä ja taipuisia lankoja, jotka voivat hehkua oman sähkökemiallisen energiansa vaikutuksesta. Samalla ne toimivat paljon pienemmällä teholla kuin perinteiset LEDit.

Tekniikan haittana on, että lankojen ”valovarasto” riittää silti vain muutamaksi tunniksi. Materiaalin kehittäjät uskovat kuitenkin optimistisesti pystyvänsä lisäämään tuotteensa "resurssia" ainakin tuhatkertaiseksi. Vaikka ne onnistuisivatkin, toisen puutteen ratkaisu jää epäselväksi. Tällaisten nanolankojen pohjalta vaatteiden pesu on todennäköisesti mahdotonta.

Nanoneulat sisäelinten palauttamiseen

Nanoplastit, joista puhuimme edellä, on suunniteltu erityisesti korvaamaan neulat. Entä jos neulat itse olisivat vain muutaman nanometrin kokoisia? Jos näin on, he voivat muuttaa käsitystämme leikkauksesta tai ainakin parantaa sitä merkittävästi.

Viime aikoina tutkijat suorittivat onnistuneita laboratoriotestejä hiirillä. Pienillä neuloilla tutkijat pystyivät viemään nukleiinihappoja jyrsijöiden elimistöön edistäen elinten ja hermosolujen uusiutumista ja siten palauttaen menetettyä suorituskykyä. Kun neulat suorittavat tehtävänsä, ne pysyvät kehossa ja hajoavat siinä kokonaan muutaman päivän kuluttua. Samanaikaisesti tutkijat eivät löytäneet sivuvaikutuksia jyrsijöiden selkälihasten verisuonten palauttamisen aikana näiden erityisten nanoneulojen avulla.

Jos otamme huomioon ihmisen tapaukset, tällaisilla nanoneuloilla voidaan kuljettaa tarvittavia lääkkeitä ihmiskehoon esimerkiksi elinsiirroissa. Erikoisaineet valmistelevat ympäröivät kudokset siirretyn elimen ympärillä nopeaa palautumista varten ja eliminoivat hylkimisvaaran.

3D kemiallinen tulostus

Illinoisin yliopiston kemisti Martin Burke on kemian Willy Wonka. Käyttämällä kokoelmaa "rakennusmateriaali"-molekyylejä eri tarkoituksiin, hän voi luoda valtavan määrän erilaisia ​​kemikaaleja, joilla on kaikenlaisia ​​"hämmästyneitä ja samalla luonnollisia ominaisuuksia". Esimerkiksi yksi tällainen aine on rataniini, jota löytyy vain hyvin harvinaisesta perulaiskukasta.

Aineiden syntetisointimahdollisuudet ovat niin valtavat, että sen avulla voidaan tuottaa lääketieteessä käytettäviä molekyylejä, LED-diodien, aurinkokennojen ja niiden kemiallisten alkuaineiden luomisessa, joiden syntetisointi planeetan parhailla kemistilläkin kesti vuosia.

Nykyisen 3D-kemiallisen tulostimen prototyypin ominaisuudet ovat edelleen rajalliset. Hän pystyy vain luomaan uusia lääkkeitä. Burke kuitenkin toivoo, että jonain päivänä hän voi luoda kuluttajaversion hämmästyttävästä laitteestaan, jossa on paljon paremmat ominaisuudet. On täysin mahdollista, että tällaiset tulostimet toimivat tulevaisuudessa eräänlaisina kotiapteekkeina.

Onko nanoteknologia uhka ihmisten terveydelle tai ympäristölle?

Nanohiukkasten negatiivisista vaikutuksista ei ole paljon tietoa. Vuonna 2003 yksi tutkimus osoitti, että hiilinanoputket voivat vahingoittaa hiirten ja rottien keuhkoja. Vuoden 2004 tutkimuksessa todettiin, että fullereenit voivat kerääntyä ja aiheuttaa aivovaurioita kaloissa. Mutta molemmissa tutkimuksissa käytettiin suuria määriä ainetta epätavallisissa olosuhteissa. Erään asiantuntijoista, kemisti Kristen Kulinowskin (USA) mukaan "on suositeltavaa rajoittaa näille nanohiukkasille altistumista huolimatta siitä, että tällä hetkellä ei ole tietoa niiden uhkasta ihmisten terveydelle."

Jotkut kommentoijat ovat myös ehdottaneet, että nanoteknologian laaja käyttö voi johtaa sosiaalisiin ja eettisiin riskeihin. Jos siis esimerkiksi nanoteknologian käyttö käynnistää uuden teollisen vallankumouksen, tämä johtaa työpaikkojen menetykseen. Lisäksi nanoteknologia voi muuttaa käsitystä henkilöstä, koska sen käyttö auttaa pidentämään elämää ja lisäämään merkittävästi kehon joustavuutta. "Kukaan ei voi kiistää sitä, että matkapuhelimien ja Internetin yleistyminen on tuonut mukanaan valtavia muutoksia yhteiskunnassa", sanoo Kristen Kulinowski. "Kuka uskaltaisi väittää, ettei nanoteknologialla olisi suurempi vaikutus yhteiskuntaan tulevina vuosina?"

Venäjän paikka nanoteknologiaa kehittävien ja tuottavien maiden joukossa

Maailman johtajia nanoteknologian kokonaisinvestoinneissa ovat EU-maat, Japani ja Yhdysvallat. Viime aikoina Venäjä, Kiina, Brasilia ja Intia ovat lisänneet investointejaan merkittävästi tälle toimialalle. Venäjällä "Nanoteollisuuden infrastruktuurin kehittäminen Venäjän federaatiossa 2008–2010" -ohjelman rahoituksen määrä on 27,7 miljardia ruplaa.

Lontoossa toimivan Cientifican viimeisin (2008) raportti, nimeltään Nanotechnology Outlook Report, kuvaa venäläisiä investointeja sanatarkasti seuraavasti: ”Vaikka EU on edelleen investointien kärjessä, Kiina ja Venäjä ovat jo ohittaneet Yhdysvallat. ”

Nanoteknologiassa on alueita, joilla venäläisistä tiedemiehistä tuli ensimmäisiä maailmassa saatuaan tuloksia, jotka loivat perustan uusien tieteellisten suuntausten kehitykselle.

Niitä ovat ultradispersioiden nanomateriaalien tuotanto, yksielektronilaitteiden suunnittelu sekä työ atomivoiman ja pyyhkäisyanturimikroskopian alalla. Vain Pietarin XII talousfoorumin (2008) puitteissa järjestetyssä erikoisnäyttelyssä esiteltiin 80 erityistä kehitystä kerralla. Venäjällä valmistetaan jo useita nanotuotteita, joilla on kysyntää markkinoilla: nanokalvoja, nanojauheita, nanoputkia. Asiantuntijoiden mukaan Venäjä on kuitenkin nanoteknologisen kehityksen kaupallistamisessa kymmenellä vuodella jäljessä Yhdysvalloista ja muista kehittyneistä maista.

Nanoteknologia taiteessa

Useat amerikkalaisen taiteilijan Natasha Vita-Morin teokset käsittelevät nanoteknologian aiheita.

Modernissa taiteessa on syntynyt uusi suunta: "nanotaide" (nanotaide) - taiteen tyyppi, joka liittyy taiteilijan mikro- ja nanokokoisten (10 -6 ja 10 -9 m) veistoksia (koostumuksia) luomiseen. materiaalien käsittelyn kemiallisten tai fysikaalisten prosessien vaikutuksesta syntyvien nanokuvien valokuvaaminen elektronimikroskoopilla ja mustavalkoisten valokuvien käsittely grafiikkaeditorissa.

Venäläisen kirjailijan N. Leskovin tunnetussa teoksessa "Lefty" (1881) on mielenkiintoinen katkelma: "Jos", hän sanoo, "olisi olemassa parempi mikroskooppi, joka suurentaa viisi miljoonaa, niin sinä kunnioittaisit." hän sanoo, "nähdäkseen, että jokaisessa hevosenkengässä on käsityöläisen nimi: mikä venäläinen mestari tuon hevosenkengän teki." 5 000 000-kertainen suurennus saadaan aikaan nykyaikaisilla elektroni- ja atomivoimamikroskoopeilla, joita pidetään nanoteknologian päätyökaluina. Näin ollen kirjallista sankaria Leftyä voidaan pitää historian ensimmäisenä "nanoteknologian tutkijana".

Feynmanin vuoden 1959 luennossaan "There's a Lot of Room Down There" esittämät ideat nanomanipulaattorien luomisesta ja käytöstä ovat lähes tekstillisesti yhtenevät kuuluisan neuvostokirjailijan Boris Zhitkovin vuonna 1931 julkaistun science fiction -tarinan "Mikrorukki" kanssa. Joitakin nanoteknologian hallitsemattoman kehityksen kielteisiä seurauksia kuvataan M. Crichtonin ("The Swarm"), S. Lemin ("On-Site Inspection" ja "Peace on Earth"), S. Lukyanenko ("Ei mitään Jakaa").

Yun "Transman" -romaanin päähenkilö on nanoteknologiayrityksen johtaja ja ensimmäinen henkilö, joka kokee lääketieteellisten nanorobottien vaikutukset.

Scifi-sarjoissa Stargate SG-1 ja Stargate Atlantis eräät teknologisesti edistyneimmistä roduista ovat kaksi "replikaattorien" rotua, jotka syntyivät epäonnistuneiden kokeiden seurauksena, joissa käytettiin ja kuvattiin nanoteknologian eri sovelluksia. Keanu Reevesin pääosassa The Day the Earth Stood Still -elokuvassa muukalainen sivilisaatio tuomitsee ihmiskunnan kuolemaan ja melkein tuhoaa kaiken planeetalla itsereplikoituvien nanoreplicanttivikojen avulla, jotka syövät kaiken tielleen.

Viime aikoina voit usein kuulla sanan "nanoteknologia". Jos kysyt joltakin tiedemieheltä, mitä se on ja miksi nanoteknologiaa tarvitaan, vastaus on lyhyt: "Nanoteknologia muuttaa aineen tavanomaisia ​​ominaisuuksia. Ne muuttavat maailmaa ja tekevät siitä paremman paikan."

Tutkijat väittävät, että nanoteknologiaa voidaan soveltaa monilla toiminta-aloilla: teollisuudessa, energiassa, avaruustutkimuksessa, lääketieteessä ja paljon muuta. Esimerkiksi pienet nanorobotit, jotka voivat tunkeutua mihin tahansa ihmiskehon soluun, pystyvät nopeasti hoitamaan tiettyjä sairauksia ja suorittamaan leikkauksia, joita kokeneinkaan kirurgi ei pysty tekemään.

Nanoteknologian ansiosta "älykkäät kodit" ilmestyvät. Niissä ihmisen ei käytännössä tarvitse käsitellä tylsiä kotitöitä. "Älykkäät asiat" ja "älykäs pöly" ottavat nämä vastuut. Ihmiset käyttävät vaatteita, jotka eivät likaannu, lisäksi he kertovat omistajalle, että on esimerkiksi aika lounastaa tai käydä suihkussa.

Nanoteknologian avulla voidaan keksiä tietokonelaitteita ja matkapuhelimia, jotka voidaan taittaa nenäliinan tavoin ja kantaa taskussa.

Lyhyesti sanottuna nanoteknologit todella aikovat muuttaa merkittävästi ihmisten elämää.

Mitä on nanoteknologia

Mitä on nanoteknologia? Ja kuinka tarkalleen ne antavat sinun muuttaa asioiden ominaisuuksia?

Sana "nanoteknologia" koostuu kahdesta sanasta - "nano" ja "teknologia".

"Nano" on kreikankielinen sana, joka tarkoittaa miljardiosaa jostakin, kuten metri. Yhden atomin koko on hieman pienempi kuin nanometri. Ja nanometri on yhtä paljon pienempi kuin metri kuin tavallinen herne on pienempi kuin maapallo. Jos ihmisen korkeus olisi yksi nanometri, niin paperiarkin paksuus näyttäisi ihmisestä yhtä suurelta kuin etäisyys Moskovasta Tulan kaupunkiin, ja tämä on jopa 170 kilometriä!

Sana "teknologia" tarkoittaa sitä, että saatavilla olevista materiaaleista luodaan sen, mitä ihminen tarvitsee.

Ja nanoteknologia on ihmisen tarvitseman luomista atomeista ja atomiryhmistä (niitä kutsutaan nanohiukkasiksi) erityisillä laitteilla.

On olemassa kaksi tapaa saada nanopartikkeleita.

Ensimmäinen, yksinkertaisempi menetelmä on "ylhäältä alas". Lähtömateriaalia jauhetaan monin eri tavoin, kunnes hiukkanen nanokokoinen.

Toinen on nanopartikkelien tuotanto yhdistämällä yksittäisiä atomeja "alhaalta ylöspäin". Tämä on monimutkaisempi menetelmä, mutta tässä tiedemiehet näkevät nanoteknologian tulevaisuuden.

Ensimmäinen tapa saada nanopartikkeleita on jauhaa materiaalia, kunnes hiukkanen nanokokoinen. Toinen tapa saada nanopartikkeleita on yhdistää atomeja nanopartikkeleiksi eri tavoilla.

Nanohiukkasten saaminen tällä menetelmällä muistuttaa työskentelyä rakennussarjan kanssa. Osana käytetään vain atomeja ja molekyylejä, joista tutkijat luovat uusia nanomateriaaleja ja nanolaitteita.