Знакомство с нанотехнологиями

Нанотехнология - это наука и искусство управления материей на атомном или молекулярном уровне".

Историческая справка

Первое упоминание методов, которые впоследствии будут названы нанотехнологией, связывают с известным выступлением Ричарда Фейнмана «Там внизу много места», сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на встрече Американского физического общества.

Впервые термин «нанотехнология» употребил Норио Танигути в 1974 году.

В 1980-х годах этот термин использовал Эрик К. Дрекслер в своих книгах: «Машины создания: грядёт эра нанотехнологии».

Один из экспонатов Британского музея, Чаша Ликурга, датируется четвертым веком и представляет собой римскую стеклянную чашу. Чаша изменяет свой цвет, отражая лучи света, благодаря мельчайшим частицам золота и серебра (каждый кристалл величиной около 70 нм). Осознавали ли древние римляне, что они используют нанотехнологию? Конечно же, нет, но факт остается фактом: наноматериалы оказывают влияние на наш мир уже несколько столетий.

Обычно нанотехнологию определяют как вид технологии, занимающийся объектами, размеры которых не превышают 100 нм.

Нано, а по-гречески это "карлик", означает 10-9 или миллиардную часть чего-либо. Например, нанометр - это миллиардная часть метра. Ангстрем - это 1/10 часть нанометра. Атомы обычно имеют размер 0,2 нм. Диаметр человеческого волоса примерно 200 000 нм.

ЗНАКОМСТВО С НАНОТЕХНОЛОГИЯМИ

«Мал золотник, да дорог»

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Нанотехнология

• Нанотехнология - это наука и искусство управления материей на атомном или молекулярном уровне".

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Историческая справка

• Первое упоминание методов, которые впоследствии будут названы нанотехнологией, связывают с известным выступлением Ричарда Фейнмана «Там внизу много места», сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на встрече Американского физического общества.
• Впервые термин «нанотехнология» употребил Норио Танигути в 1974 году.
• В 1980-х годах этот термин использовал Эрик К. Дрекслер в своих книгах: «Машины создания: грядёт эра нанотехнологии».

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Нанотехнология

• Один из экспонатов Британского музея, Чаша Ликурга, датируется четвертым веком и представляет собой римскую стеклянную чашу. Чаша изменяет свой цвет, отражая лучи света, благодаря мельчайшим частицам золота и серебра (каждый кристалл величиной около 70 нм). Осознавали ли древние римляне, что они используют нанотехнологию? Конечно же, нет, но факт остается фактом: наноматериалы оказывают влияние на наш мир уже несколько столетий.

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Не просто нечто очень маленькое

• Обычно нанотехнологию определяют как вид технологии, занимающийся объектами, размеры которых не превышают 100 нм.
• Нано, а по-гречески это "карлик", означает 10-9 или миллиардную часть чего-либо. Например, нанометр - это миллиардная часть метра. Ангстрем - это 1/10 часть нанометра. Атомы обычно имеют размер 0,2 нм. Диаметр человеческого волоса примерно 200 000 нм.

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Не просто нечто очень маленькое

• "Большинство людей путают нанотехнологию с миниатюризацией, но это далеко не одно и то же. Нано значит не просто еще меньше.
• Нанотехнология позволяет соединять атомы и молекулы и располагать их в определенном порядке для получения вполне конкретного результата.

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Шарики диоксида кремния

Углеродные нанотрубки

12/26/16

Молекулярный пропеллер

Наноробот

Область применения

Медицина

Экология

Энергетика

Нанотехнология

Электроника

Оптика

Биотехнология

Сельское хозяйство

Авиация и космонавтика

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

8

Практическое применение нанотехнологии

• « Наноматериалы и покрытия »

В настоящее время мы наблюдаем использование наноматериалов, созданных, в основном, на коммерческой основе, в таких изделиях, как теннисные мячи, клюшки для гольфа и одежда . Что касается промышленности, здесь они используются в подножках внедорожников для придания им большей прочности. Нанопокрытия также имеют разнообразное применение, например, покрытие корпусов электрооборудования для поглощения электромеханического излучения".

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Практическое применение нанотехнологии

2. Нанодатчики

Нанодатчики имеют огромный потенциал для автоматизации производства. Как ожидается, они смогут обнаруживать наркотики, опасные материалы, опасные газы и т. п. в чрезвычайно малых количествах.

Компании работают над созданием датчиков, которые обнаруживают раковые опухоли , а также таких, которые реагируют на появление в воздухе вредных примесей до того, как они станут опасными для человека.

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Практическое применение нанотехнологии

3. Наноэлектроника

Как сообщается, потенциал, заложенный в нанотехнологии, позволит в два раза увеличить скорость процессоров. "Переход к нано-масштабу, позволяет нам не только уменьшить размер корпуса, но и повысить производительность, что поможет нам встраивать электронику в самые миниатюрные устройства".

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Наноэлектроника

• Развитие современной электроники идёт по пути уменьшения размеров устройств. С другой стороны, классические методы производства подходят к своему естественному экономическому и технологическому барьеру, когда размер устройства уменьшается ненамного, зато экономические затраты возрастают экспоненциально.
• Нанотехнология — следующий логический шаг развития электроники и других наукоёмких производств.

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Компьютеры и микроэлектроника

• Центральные процессоры — 15 октября 2007 года компания Intel заявила о разработке нового прототипа процессора , содержащего наименьший структурный элемент размерами примерно 45 нм . (в дальнейшем до 5 нм).
• Основной конкурент Intel , компания AMD , использует для производства своих процессоров нанотехнологические процессы, разработанные совместно с компанией IBM .
• Характерным отличием от разработок Intel является применение дополнительного изолирующего слоя SOI , препятствующего утечке тока за счет дополнительной изоляции структур, формирующих транзистор.

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Компьютеры и микроэлектроника

• Жёсткие диски — в 2007 году Питер Грюнберг и Альберт Ферт получили Нобелевскую премию по физике за открытие GMR-эффекта , позволяющего производить запись данных на жестких дисках с атомарной плотностью информации.

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Основа для компьютеров будущего

гнущийся и трансформируемый телефон

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Наночастицы серебра

Нанотелефон от компании Nokia

Стеки полиароматических молекул

12/26/16

Графит в цементном камне

8

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Индустрия нанотехнологий

12/26/16

8

Реакция российского общества на развитие нанотехнологий

• 6 октября 2009 года президент Дмитрий Медведев на открытии Международного форума по нанотехнологиям заявил, что Роснано до 2015 года на эти цели будет выделено 318 млрд рублей .
• Д. Медведев предложил Минобрнауки увеличить количество специальностей в связи с развитием потребности в квалифицированных кадрах для нанотехнологий , а также создать госзаказ на инновации и открыть «зеленый коридор» для экспорта высокотехнологичных товаров.

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Будущее за «нано»

• Ученые считают, что нанотехнология настолько фундаментальна, что коснется буквально каждой отрасли промышленности. Ее основными преимуществами станет впечатляющий рост производительности и не менее впечатляющее сокращение стоимости. В ближайшее время нанотехнология поможет улучшить существующие приложения, а в будущем она приведет к созданию новых продуктов и новых материалов.

12/26/16

ГОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Используемые источники

• pptx.ru/fizika/819-nanotexnologii.h...
• .pptx.ru.
• Велихов Е.Н. Информатика – актуальное направление развития советской науки. М.:Наука,2009
• и другие

12/26/16

ГБОУ СПО «Тогучинский лесхоз-техникум» О.Е.Бобрик

Спасибо за внимание!