Нанотехнологии- технологии будущего

Презентация по теме: «НТР и его последствия»

Подготовил кадет 11 взвода УККК- интернат (филиал) ФГБОУ ВО «МГУТУ им. К.Г. Разумовского» в г. Морозовске Ростовской области, Гвозденко Матвей

Нанотехнологии- технологии будущего

История возникновения нанотехнологий.

Отцом идеи нанотехнологии условно можно считать греческого философа Демокрита приблизительно в 400 г.д.н. эры он впервые использовал слово "атом", что в переводе с греческого означает "нераскалываемый", для описания самой малой частицы вещества.

1905 год. Швейцарский физик Альберт Эйнштейн опубликовал работу, в которой доказывал, что размер молекулы сахара составляет примерно 1 нанометр.

1931 год. Немецкие физики Макс Кнолл и Эрнст Руска создали электронный микроскоп, который впервые позволил исследовать нанообъекты.

1934 год. Американский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии Юджин Вигнер теоретически обосновал возможность создания ультрадисперсного металла с достаточно малым числом электронов проводимости.

1951 год. Джон фон Нейман выделил принципы самокопирующихся машин.

В 1953 году Ватсон и Крик описали структуру ДНК, которая показала, как живые объекты передают инструкции, которые руководят их постройкой

1959 год. Американский физик Ричард Фейнман впервые опубликовал работу, в которой оценивались перспективы миниатюризации.

1974 год. Японский физик Норио Танигучи ввел в научный оборот слово "нанотехнологии", которым предложил называть механизмы, размером менее одного микрона. Греческое слово "нанос" означает примерно "старичок".

1981 год. Глейтер впервые обратил внимание на возможность создания уникальных по свойствам материалов, структура которых представлена кристаллитами наноразмерного интервала.

27 марта 1981 года новости радио CBS процитировали ученого, работающего в NASA, который сказал, что инженеры будут способны строить самовоспроизводящихся роботов в пределах двадцати лет, для использования в космосе или на Земле.

1982 год Г. Бининг и Г. Рорер создали первый сканирующий туннельный микроскоп.

1985 год. Американский физики Роберт Керл, Хэрольд Крото и Ричард Смэйли создали технологию, позволяющую точно измерять предметы, диаметром в один нанометр.

1986 год. Нанотехнология стала известна широкой публике. Американский ученый Эрик Дрекслер опубликовал книгу "Машины созидания: пришествие эры нанотехнологии", в которой предсказывал, что нанотехнология в скором времени начнет активно

2000 год. Начало эры гибридной наноэлектроники.

2002 год. С. Деккер объединил нанотрубку с ДНК, получив единый наномеханизм.

2003 год. Японские ученые стали первыми в мире, кому удалось создать твер-дотельное устройство, в котором реализован один из двух основных элементов, необходимых для создания квантового компьютера. 2004 года. Был презентован "первый в мире" квантовый компьютер

7 сентября 2006 года Правительство Российской Федерации одобрило концепцию Федеральной целевой программы развития нанотехнологий на 2007-2010 годы.

С чего всё начиналось?

В начале XX века появились первые ламповые ЭВМ. Они занимали огромные площади. Потребляли огромное количество электроэнергии. И были очень сложны в обслуживании. Основной составляющей таких ЭВМ была электронная вакуумная радиолампа в количестве нескольких тысяч. У лампы был относительно не большой срок службы от 500 до 4000 часов непрерывной работы. В 1947 г. был изобретён первый транзистор. Затем началось их массовое производство. В 1947 г. был изобретён первый транзистор. Затем началось их массовое производство

После замены электронных радиоламп на транзисторы, ЭВМ стали потреблять значительно меньше электроэнергии, но они по-прежнему занимали большое пространство. И у инженеров возник вопрос: «Как в минимум места вместить максимум компонентов?». Так зародились первые интегральные микросхемы (ИМС). ИМС состояла из множества транзисторов, расположенных на одном кристалле. Кристалл устанавливался в корпус и припаивался тоненькими проводниками к металлическим дорожкам, которые вели к выводам ИМС.

Начало нанотехнологий

1 апреля 1972 года корпорация Intel выпустила знаменитый микропроцессор «Intel 8008» для продвинутых калькуляторов, терминалов ввода-вывода и автоматов бутылочного разлива. 8 июня 1978 года Intel выпустила микропроцессор «Intel 8086», на базе которого было собрано множество персональных компьютеров. Продолжать хронологию дальше не имеет смысла, микропроцессоры совершенствовались как внутренней логической схемой, так и «железной начинкой». Стоит отметить, что сегодня в ЛЮБЫХ электронных устройствах, таких как, мобильный телефон, телевизор, игровой автомат и даже в простейшем брелоке, который светится разными цветами или поёт, есть микропроцессор или микроконтроллёр.

Уже сегодня мы можем пользоваться преимуществами и новыми возможностями

• Медицине, в том числе авиационно-космической;
• Фармакологии;
• Защите здоровья нации в условиях нарастающего экологического кризиса и техногенных катастроф;
• Глобальных вычислительных сетях и информационных коммуникациях на новых физических принципах;
• Системах сверхдальней связи;
• Автомобильной, тракторной и авиационной технике;
• Безопасности дорожного движения;
• Системах информационной безопасности;
• Решении экологических проблем мегаполисов;
• Сельском хозяйстве;
• Решении проблем питьевого водоснабжения и очистки сточных вод;
• Принципиально новых системах навигации;
• Возобновление природных минеральных и углеводородных сырьевых ресурсов.

Нанотехнологии в военном деле

• 1. Создание новых мощных миниатюрных взрывных устройств.
• 2. Разрушение макроустройств с наноуровня.
• 3. Шпионаж и подавление боли с использованием нейротехнологий.
• 4. Биологическое оружие и наноустройства генетического наведения.
• 5. Наноснаряжение для солдат.
• 6. Защита от химического и биологического оружия.
• 7. Наноустройства в системах управления военной техникой.
• 8. Нанопокрытия для военной техники

Наномедицина в медицине представлена следующими возможностями

1. Лаборатории на чипе, направленная доставка лекарств в организме.

2. ДНК - чипы(создание индивидуальных лекарств).

3. Искусственные ферменты и антитела.

4. Искусственные органы, искусственные функциональные полимеры (заменители органических тканей). Это направление тесно связано с идеей искусственной жизни и в перспективе ведёт к созданию роботов обладающих искусственным сознанием и способных к самовосстановлению на молекулярном уровне.

5. Нанороботы-хирурги (биомеханизмы осуществляющие изменения и требуемые медицинские действия, распознавание и уничтожение раковых клеток).

Нанотехнологии в космонавтике

Сегодня космос — это не экзотика, и освоение его — не только вопрос престижа. В первую очередь, это вопрос национальной безопасности и национальной конкурентоспособности нашего государства. Именно развитие сверхсложных наносистем может стать национальным преимуществом страны. Ожидается, что уже в 2025 году появятся первые ассемблеры - молекулярные наномашины, которые могут построить любую молекулярную структуру.

Экология

Новые виды промышленности не будут производить отходов, отравляющих планету, а нанороботы смогут уничтожить последствия старых загрязнений.

Изменение характера войн

Нанотехнологии не только сделают средства массового уничтожения супермикроскопических размеров, но и миниатюризируют средства их производства. Гонка нанотехнологических вооружений, если такая возникнет, может привести к гибели человеческой цивилизации.