Нанотехнологи бидний амьдралд ямар ач холбогдолтой вэ? Нанотехнологи бидний амьдралд
Нанотехнологи нь шинжлэх ухааны судалгааны талбарт маш идэвхтэй нэвтэрч байгаа бөгөөд үүнээс манайх өдөр тутмын амьдрал. Зохиомлоор бүтээгдсэн нано-объектууд нь судлаачдыг өөрсдийн шинж чанараараа гайхшруулж, ашиглахад хамгийн гэнэтийн хэтийн төлөвийг амлаж байна. Мөн нано бүтээгдэхүүн нь хүний бие махбодийн болон оюун санааны байдалд хүчтэй нөлөө үзүүлдэг.
Татаж авах:
Урьдчилан үзэх:
Нанотехнологи бидний амьдралд
Нанотехнологийн салбарын хөгжлийг анагаах ухаан, механик инженерчлэл, геронтологи, аж үйлдвэр, хөдөө аж ахуй, биологи, кибернетик, электроник, экологи гэх мэт бараг бүх салбарт ашигладаг. Нано технологийн тусламжтайгаар сансар огторгуйг судлах, газрын тос боловсруулах, олон вирусыг ялах, робот бүтээх, байгалийг хамгаалах, хэт хурдан компьютер бүтээх боломжтой. Нанотехнологийн хөгжил нь бичиг үсэг, уурын машин, цахилгааны хөгжлөөс илүүтэй хүн төрөлхтний амьдралыг өөрчлөх болно. Нано ертөнц нь нарийн төвөгтэй бөгөөд харьцангуй бага судлагдсан боловч хэдэн жилийн өмнөх шиг биднээс тийм ч хол биш юм.
Анагаах ухаанд нанотехнологи
-аас анагаах ухаанд нано технологийн хөгжилхорт хавдар, ялангуяа аюултай халдварын эсрэг тэмцэх, эрт оношлох, протез хийх чиглэлээр хувьсгалт ололт амжилтыг хүлээж байна. Энэ бүх чиглэлээр эрчимтэй судалгаа хийж байна. Тэдний үр дүнгийн зарим нь эмнэлгийн практикт аль хэдийн нэвтэрсэн. Энд зөвхөн хоёр чухал жишээ байна:
Микробыг устгаж, хавдрыг устгаснаар эм нь ихэвчлэн биеийн эрүүл эрхтэн, эсүүдэд цохилт өгдөг. Үүнээс болж зарим ноцтой өвчнийг найдвартай эмчлэх боломжгүй хэвээр байгаа тул эмийг хэт бага тунгаар хэрэглэх шаардлагатай болдог. Үүнээс гарах гарц нь үлдсэн хэсгийг нь хөндөхгүйгээр гэмтсэн эсэд зөв бодисыг шууд хүргэх явдал юм.
Үүнийг хийхийн тулд нанокапсулуудыг бүтээдэг бөгөөд ихэнхдээ биологийн хэсгүүд (жишээлбэл, липосомууд), тэдгээрийн дотор эмийн нанодозыг байрлуулдаг. Эрдэмтэд капсулыг мембраныг нэвтлэн устгах ёстой тодорхой төрлийн эсүүдэд "тохируулах" гэж оролдож байна. Сүүлийн үед энэ төрлийн анхны үйлдвэрлэлийн бэлдмэлүүд нь зарим төрлийн хорт хавдар болон бусад өвчинтэй тэмцэхэд тусалдаг.
Нано бөөмс нь бие махбодид мансууруулах бодис хүргэх бусад асуудлыг шийдвэрлэхэд тусалдаг. Тиймээс хүний тархи нь судсаар дамжин хэрэгцээгүй бодис нэвтрэн орохоос байгалиасаа ноцтой хамгаалагдсан байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ хамгаалалт тийм ч тохиромжтой биш юм. Архи, кофеин, никотин, антидепрессантуудын молекулууд үүнийг амархан даван туулдаг боловч тархины ноцтой өвчний эмийг блоклодог. Тэдгээрийг оруулахын тулд та нарийн төвөгтэй үйлдлүүдийг хийх хэрэгтэй. Одоо туршиж байна шинэ замнано хэсгүүдийг ашиглан тархинд мансууруулах бодис хүргэх. "Тархины саадыг" чөлөөтэй нэвтрүүлдэг уураг нь "" үүрэг гүйцэтгэдэг. Троя морь”: квант цэг (хагас дамжуулагч нанокристал) нь энэ уургийн молекулуудад “бэхлэгдсэн” бөгөөд түүнтэй хамт тархины эсүүдэд нэвтэрдэг. Квантын цэгүүд зөвхөн саад бэрхшээлийг даван туулсаныг илтгэдэг бол ирээдүйд тэдгээрийг болон бусад нано бөөмсийг оношилгоо, эмчилгээнд ашиглахаар төлөвлөж байна.
Хүний геномыг тайлах дэлхий дахинд хэрэгжиж эхлээд удаж байна - бидний биеийн бүх эсүүдэд байдаг ДНХ молекулуудын бүтцийг бүрэн тодорхойлж, тэдгээрийн хөгжил, хуваагдал, шинэчлэлтийг тасралтгүй хянаж байдаг. Гэсэн хэдий ч эмийг тус тусад нь бичиж өгөх, удамшлын өвчнийг оношлох, урьдчилан таамаглахын тулд геномыг бус харин тухайн өвчтөний геномыг тайлах шаардлагатай. Гэхдээ код тайлах үйл явц нь маш урт бөгөөд үнэтэй хэвээр байна.
Нано технологи нь энэ асуудлыг шийдвэрлэх сонирхолтой аргуудыг санал болгож байна. Жишээлбэл, нано нүх сүв ашиглах - уусмалд байрлуулсан ийм нүхээр молекул өнгөрөхөд мэдрэгч нь цахилгаан эсэргүүцлийг өөрчлөх замаар үүнийг бүртгэдэг. Гэсэн хэдий ч хүлээхгүйгээр хийх зүйл их байна. бүрэн шийдэлийм хэцүү асуудал. Нэг шинжилгээгээр өвчтөнд янз бүрийн өвчин үүсгэдэг хоёр зуу гаруй "удамшлын синдром" -ыг хүлээн зөвшөөрдөг биочипүүд аль хэдийн бий.
Бие дэх амьд эсийн төлөв байдлыг оношлох нь нанотехнологийн өөр нэг салбар юм. Одоогоор хэдэн арван нанометр зузаантай оптик шилэн утаснаас бүрдэх, химийн мэдрэмтгий наноэлемент бэхэлсэн датчикуудыг туршиж байна. Сорьцыг үүрэнд хийж, мэдрэмтгий элементийн урвалын талаарх мэдээллийг оптик утасаар дамжуулдаг. Ингэснээр эсийн доторх янз бүрийн бүсүүдийн төлөв байдлыг бодит цаг хугацаанд нь судалж, маш их мэдээллийг авах боломжтой болно. чухал мэдээлэлтүүний нарийн биохимийн зөрчлийн тухай. Энэ нь гадны шинж тэмдэг илрээгүй үе шатанд ноцтой өвчнийг оношлох түлхүүр бөгөөд өвчнийг эмчлэхэд илүү хялбар байдаг.
Сонирхолтой жишээ бол ДНХ-ийн молекулуудын дараалал (нуклеотидын дарааллыг тодорхойлох) шинэ технологийг бий болгох явдал юм. Ийм аргуудын дотроос электролитийн уусмалд түдгэлзүүлсэн жижиг хэсгүүдийг микроноос миллиметр хүртэлх хэмжээтэй нүх сүвийг ашиглан тоолох технологийг нэн тэргүүнд дурдах хэрэгтэй Nanopore sequencing. Молекул нүхээр дамжин өнгөрөхөд мэдрэгчийн хэлхээний цахилгаан эсэргүүцэл өөрчлөгддөг. Мөн шинэ молекул бүр одоогийн өөрчлөлтөөр бүртгэгддэг. Энэ аргыг боловсруулж буй эрдэмтдийн зорьж буй гол зорилго нь РНХ, ДНХ-ийн найрлага дахь бие даасан нуклеотидыг таньж сурах явдал юм.
Мэдээллийн технологи
Мэдээллийн технологи бидний нүдний өмнө хурдацтай хөгжиж байна.Нанотехнологи тоног төхөөрөмжийг илүү жижиг, хүний хэрэгцээнд илүү нийцүүлэх боломжтой болохтой холбогдуулан тэдгээрийг хувьсгалт хэлбэрээр өөрчилж байна. Шулуутгагч, дамжуулагч автобус эсвэл хадгалах төхөөрөмжийн үүрэг гүйцэтгэдэг хэд хэдэн органик молекулын бүлгүүдийг мэддэг. Нэг бит мэдээллийг хадгалахын тулд онолын хувьд зөвхөн нэг молекул хэрэгтэй. Ийм аргаар хийсэн хатуу диск нь одоогийнхоос хэд дахин их багтаамжтай байж болно.
Наноэлектроникийн хамгийн ирээдүйтэй чиглэлүүдийн нэг бол нано утас (нано утас) - зузаан нь хэдхэн нанометрт хүрдэг янз бүрийн материалын утас ашиглах явдал юм. Транзисторыг нано утасны дагуу "сунгах" боломжтой - ийм транзисторууд нь "ухаалаг эдэд" байрлах уян электрон хэлхээний үндэс болно гэж таамаглаж байна. Мэдээжийн хэрэг нано утсан дээр асар том массив транзистор бүтээх найдвартай технологи шаардагдах бөгөөд үүнийг хийх хамгийн бодит аргуудын нэг нь байгалийн наномашин, ДНХ молекулуудыг ашиглан нано утас угсрах явдал байгаа нь гайхалтай. Энэ замаар урам зориг өгөх үр дүнд аль хэдийн хүрсэн.
Нано утаснууд нь дараагийн үеийн тогтворгүй (цахилгаан унтарсан үед арилдаггүй) соронзон санах ойг бий болгоход маш хэрэгтэй. Хөдөлгөөнт хэсэггүй ийм төхөөрөмж нь хатуу дискний багтаамжийг хамгийн сайн цахиурын чипүүдийн хэмжээ, унших хурдтай хослуулах болно.
Гэсэн хэдий ч ойрын ирээдүйд нано утас компьютерийн технологийн үндэс болно гэж өнөөдөр хэн ч баталж чадахгүй. Олон судалгааны бүлгүүд бусад үндсэн элементүүд, тухайлбал графен хальснууд дээр ажиллаж байна. Гэсэн хэдий ч бүх ирээдүйтэй чиглэлүүд нь нанотехнологитой холбоотой, өөрөөр хэлбэл тэд ашигладаг ер бусын шинж чанаруудтодорхой материалын нанометрийн бүтцийг зохиомлоор бий болгосон. Ирээдүйд ийм материалууд нь одоогийнх шиг мэдээллийг цахилгаан цэнэгээр илэрхийлэхээ больсон илүү хүчирхэг, авсаархан процессоруудыг бий болгох ёстой. Электроникийг бие даасан атом эсвэл молекулуудын төлөв байдалд ажилладаг спинтроникоор солих гэж байна.
Удаан хугацаанд компьютерийн технологи нь зөвхөн үндсэн суурь төдийгүй тооцоолох зарчмуудад илүү суурь хувьсгал хийх магадлалтай. Энэ тухай юмквант процессоруудыг бий болгох талаар - "квант бит" эсвэл "кубит" -тэй ажилладаг төхөөрөмжүүд. Квант процессор нь маш жижиг байх албагүй - одоогийн прототипүүд нь бүхэл бүтэн өрөөг эзэлдэг. Энэ нь сонгодог компьютерийг орлохгүй байх магадлалтай. Энэ машины үнэ цэнэ нь өөр юм - квант механикийн хуулиудыг ашиглан тэрээр энгийн компьютерт бараг боломжгүй зарим асуудлыг шийдвэрлэх боломжтой: хамгийн нарийн төвөгтэй шифрүүдийг эвдэж чаддаг. их хурдасар том мэдээллийн санд дүн шинжилгээ хийх, хамгийн чухал нь бодисын бүтэц, шинж чанарыг молекулын түвшинд өндөр нарийвчлалтайгаар тооцоолох.
Ойрын жилүүдэд эрдэмтэд зөвхөн нэг кубит үүсгэх найдвартай технологийг хөгжүүлэхээр төлөвлөж байна. Гэсэн хэдий ч квант компьютерын боломжит боломжууд нь маш их сонирхол татаж байгаа тул эдгээр судалгаанд илүү олон судалгааны баг, юуны түрүүнд нанотехнологичид оролцож байна.
Эрчим хүч
Мөн эрчим хүчний нөөцөөс өөр нано технологийн боломж бий. Энэ нь ялангуяа дэлхийн нефтийн үнэ хэт өндөр байгаа эрин үед үнэн юм. Газрын тос нь нарны эрчим хүчийг орлож чадна. Эрдэмтэд нанотехнологийг тодорхой ашигласнаар цуглуулга үр дүнтэй байдаг гэдэгт итгэлтэй байна нарны эрчим хүчмаш их өсөх тул хүн бүр газрын тос, нүүрсээ мартах болно. Нарны эрчим хүч дотор тэнцүүЭнэ нь манай гаригийн бүх мужуудад байдаг бөгөөд нэг улс энэ эх сурвалж руу нэвтрэхийг өөр улс хэрхэн хаахыг төсөөлөхөд бэрх юм. Улмаар нано технологиос үүдэлтэй дайн, мөргөлдөөний нэг шалтгаан багасч магадгүй юм.
Нано технологи ба хоол хүнс
Хэрэв нанотехнологи гэх мэт ойлголт нь хүний үйл ажиллагааны олон чухал салбарт хэрэглэгдэж байдгаараа улам бүр алдаршиж байгаа бол ийм нэр томъёо.наноед бараг хэнд ч мэдэгддэггүй. Гэсэн хэдий ч нано технологи нь энэ салбарт маш их эрэлт хэрэгцээтэй байгаа. Ялангуяа дэлхийн хүн амын өсөлтийн зэрэгцээ хэрэглээний өсөлтийг харгалзан үзвэл өнгөрсөн жилхамгийн эгзэгтэй зүйлүүдийн нэг болж байна дэлхийн асуудлууд. Мал аж ахуйд хэрэглэдэг биологийн идэвхт нэмэлтүүдийн нэлээд хэсэг нь малд шингэдэггүй гэдгийг та мэдэх үү? Энд, гоо сайхны бүтээгдэхүүний нэгэн адил нано технологи нь аврах ажилд ирдэг - хэдэн арван нанометр диаметр бүхий мицеллагаар бүрхэгдсэн биологийн идэвхт нэмэлтүүд, витаминууд нь ус эсвэл шингэн хоолонд ууссанаас хамаагүй илүү биед шингэдэг. Витамин, хүнсний нэмэлт тэжээлүүд илүү сайн шингэдэг тул булчингийн өсөлт хурдан болж, мах дэлгүүрийн лангуун дээр ердийнхөөс хамаагүй эрт ирдэг.
Дашрамд дурдахад, нано технологи өргөн нэвтэрснээр хүнсний бүтээгдэхүүнийг хэрэглэгчдэд хүргэх үйл явцад ихээхэн өөрчлөлт гарч байна. Хүнсний томоохон компаниуд сав баглаа боодлын технологийг хамгийн их сонирхдог, ялангуяа нянгийн эсрэг бүрхүүл болгон ашигладаг мөнгөн нано хэсгүүдийг өргөн ашигладаг. Нанотехнологи нь хүнсний үйлдвэрлэгчдэд бүтээгдэхүүний чанар, аюулгүй байдлыг үйлдвэрлэлийн процесст шууд хянах онцгой боломжийг олгодог. бодит цаг хугацаанд. Бид наносенсор ашигладаг оношилгооны машинуудын тухай ярьж байна. янз бүрийн төрөл, бүтээгдэхүүн дэх хамгийн бага химийн бохирдуулагч эсвэл аюултай биологийн бодисыг хурдан бөгөөд найдвартай илрүүлэх чадвартай. Гэсэн хэдий ч эдгээр технологийг хүнсний үйлдвэрлэлд ашиглах талаархи эрдэмтдийн санаа зорилго нь илүү том бөгөөд илүү амбицтай байдаг. Тэднийг газар тариалан (үр тариа, хүнсний ногоо, ургамал, амьтан тариалах), хүнсний үйлдвэрлэлд (боловсруулах, савлах) ашиглах нь эцэстээ генийн өөрчлөлттэй хүнсийг генийн өөрчлөлтөөс гаргах цоо шинэ төрлийн бүтээгдэхүүн бий болно гэж тэд найдаж байна. зах зээл. Энэ нь болох уу, үгүй юу гэдэг бол тун ойрын асуудал.
Гоо сайхан ба нано технологи
Гоо сайхны салбар бол нэг салбар юм Хамгийн сүүлийн үеийн технологиудпрограмыг хамгийн хурдан олох. Харьцангуй саяхан зөвхөн техникийн төхөөрөмжид ашиглахаа больсон нанотехнологийг одоо гоо сайхны бүтээгдэхүүнээс олж авах нь улам бүр нэмэгдсээр байна. Арьсанд түрхсэн гоо сайхны бүтээгдэхүүний 80 хувь нь үнэ өртөг харгалзахгүйгээр арьсан дээр үлддэг нь тогтоогдсон. Энэ нь тэдний хэрэглээний үр нөлөө нь үндсэндээ зөвхөн арьсны дээд хэсгийн нөхцөл байдалд нөлөөлдөг гэсэн үг юм. Тиймээс гоо сайхны салбарын амжилт нь арьсны гүн давхаргад идэвхтэй бодисыг хүргэх системийг хөгжүүлэхээс улам бүр хамааралтай болж байна. Гоо сайхны мэргэжилтнүүдийн өмнө удаан хугацаанд тулгараад байгаа энэ асуудлыг шийдвэрлэхэд нано технологи туслахаар ирлээ. Арьсны хөгшрөлт нь нас ахих тусам эсийн шинэчлэлт удааширдагтай холбоотой. Арьсны уян хатан чанар, өнгө, үрчлээсгүй байдлыг тодорхойлдог залуу эсийн өсөлтийг идэвхжүүлэхийн тулд арьсны хамгийн гүн, өсөлтийн давхарга дээр ажиллах шаардлагатай. Энэ нь арьсны гадаргуугаас липидийн давхаргаар бэхлэгдсэн эвэрлэг хайрст үлдэгдлээр тусгаарлагдсан байдаг. Үүнийг зөвхөн эс хоорондын зайгаар хийж болно, диаметр нь өчүүхэн байдаг - 100 нм-ээс ихгүй байна. Гэхдээ бичил харуурын "хаалга" нь цорын ганц саад тотгор биш юм. Өөр нэг бэрхшээл бий: эдгээр цоорхойг дүүргэх бодисууд нь усанд уусдаг нэгдлүүдийг "нэвчүүлдэггүй". Гэвч липид гэж нэрлэгддэг эдгээр бодисыг нано технологи ашиглан "хууран мэхлэх" боломжтой. Биологийн идэвхт бодисыг хүргэх асуудлыг шийдэх нэг шийдэл нь хиймэл "сав", липосомыг бий болгох явдал байсан бөгөөд энэ нь нэгдүгээрт, жижиг хэмжээтэй, эс хоорондын зайд нэвтэрдэг, хоёрдугаарт, липидээр "нөхөрсөг" гэж хүлээн зөвшөөрөгддөг. . Липосом гэдэг нь усны цөм нь бүх талаараа хаалттай бөмбөрцөг формацаар хүрээлэгдсэн коллоид систем юм. Усанд уусдаг нэгдэл нь липидийн саадыг саадгүй өнгөрдөг. Липосом дээр суурилсан гоо сайхны бүтээгдэхүүн нь арьсны хөгшрөлтийн анхны шинж тэмдгүүдтэй тэмцдэг - хуурайшилт, үрчлээс ихсэх. Липосомын цогцолборын системийн ачаар шим тэжээл хангалттай гүнд нэвтэрч чаддаг. Гэвч харамсалтай нь арьсны нөхөн төлжих үйл явцад мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэх нь хангалтгүй юм. Мицеллууд нь уусмалд үүссэн, цөм, бүрхүүлээс бүрдэх бичил хэсгүүд юм. Уусмалын төлөв байдал, цөм, бүрхүүл нь юунаас бүрдэхээс хамааран мицеллүүд янз бүрийн гадаад хэлбэрийг авч болно. Липосом нь мицеллийн сортуудын нэг юм. Хөгшрөлтийн эсрэг гоо сайхны бүтээгдэхүүний хөгжлийн дараагийн алхам нь нано бүтээгдхүүн байв. Эдгээр тээврийн цогцолборуудЭдгээр нь липосомтой харьцуулахад жижиг хэмжээтэй бөгөөд витамин, микроэлемент эсвэл бусад ашигтай бодисоор дүүргэсэн бөмбөрцөг хэлбэртэй бүтэц юм. Жижиг хэмжээтэй тул наносомууд нь арьсны гүн давхаргад нэвтэрч чаддаг. Гэхдээ бүх давуу талуудтай тул наносомууд нь эсийн зөв тэжээлд шаардлагатай био идэвхит цогцолборыг тээвэрлэх чадваргүй байдаг. Тэдний хийж чадах зүйл бол витамин гэх мэт нэг бодисыг тээвэрлэх явдал юм. Биотехнологийн салбарт гарсан сүүлийн үеийн дэвшилтүүд нь арьсны үр хөврөлийн давхаргын бүсэд нэвтэрч зогсохгүй лабораторид программчлагдсан процессуудыг яг тэр чигт нь үүсгэж чаддаг гоо сайхны бүтээгдэхүүн бий болгох боломжийг олгосон. Нано цогцолбор дээр суурилсан гоо сайхны бүтээгдэхүүн нь зөвхөн шим тэжээлийг арьсны гүн давхаргад шилжүүлээд зогсохгүй, түүний арсенал нь даалгавраас хамааран чийгшүүлэх, цэвэрлэх, хорт бодисыг арилгах, сорви, сорви арилгах гэх мэт олон зүйлийг агуулдаг. Нэмж дурдахад, нано цогцолборууд нь биоидэвхтэй бодисуудын ялгаралт нь арьсны шаардлагатай хэсэгт яг гардаг байдлаар бүтээгдсэн байдаг. Ийм гоо сайхны бүтээгдэхүүний гол давуу тал нь хөгшрөлтөөс урьдчилан сэргийлэх зорилготой юм. Эцсийн эцэст, арьсанд тохиолддог үйл явцыг засах нь эдгээр үйл явцын үр дүнтэй харьцахаас хамаагүй илүү үр дүнтэй байдаг. |
Машинууд
Автомашины салбар бол инновацийг, тэр дундаа нанотехнологийг хамгийн түрүүнд хүлээн зөвшөөрдөг салбаруудын нэг юм. Өнөөдрийг хүртэл энэ салбарт нанотехнологи ашигласан бүтээгдэхүүний дэлхийн эргэлт 8 тэрбум гаруй доллараар хэмжигдэж байгаа бөгөөд 2015 онд 54 тэрбумын төсөөлөлтэй байна. Нано-инноваци нь машины танил болсон элементүүдийг хэрхэн өөрчилдөг тухай цөөн хэдэн жишээ энд байна.
Нийлмэл материалууд нь биеийн хэсгүүдийг бат бөх, хөнгөн болгодог. Формула 1 машинуудын их бие нь нүүрстөрөгчийн шилэн нийлмэл материалаар хийгдсэн байдаг - учир нь ийм бие нь 300 км / цаг хурдтай мөргөлдөхийг ч тэсвэрлэдэг. Тоормосны диск нь мөн нүүрстөрөгчийн металлын нийлмэл материалаар хийгдсэн байдаг - удаан хугацааны эрчимтэй тоормослох үед хэт халдаггүй.
Нано бөөмсийг түлшинд нэмснээр түүний шаталтын үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ агаар мандалд ялгарах хорт бодисын хэмжээг бууруулдаг. Тосон дахь нано хэсгүүд нь хөдөлгүүрийн ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг: зарим мэдээллээр ийм нэмэлтийг ашиглах нь эд ангиудын элэгдлийг 1.5-2 дахин бууруулдаг.
Машины зураастай гадаргуу нь зөвхөн муу харагдахаас гадна машины аэродинамик шинж чанарыг улам дордуулж, аэродинамикийн түлшний хэмнэлтийн хувийг хүчингүй болгож байна. Иймээс нанотехнологийг мөн будаг үйлдвэрлэхдээ гадны нөлөөнд тэсвэртэй болгоход ашигладаг. Даймлер Крайслер Mercedes-Benz автомашинуудад нано хэмжээст керамик лакыг хэдэн жилийн турш ашиглаж байна. Энэ нь зураас нь ердийнхөөс хамаагүй хэцүү бөгөөд энэ нь бас онцгой байдлаар гэрэлтдэг. нарны гэрэл. Мөн автомашины цонхыг өөрөө цэвэрлэх зориулалттай титаны давхар ислийн нано тоосонцор дээр суурилсан хүч чадал, үндсэн өнгөлгөөг салбарынхан эзэмшиж байна. Ирээдүйд зах зээл өргөн хүрээний өнгийг өөрчлөх чадвартай нано будаг гарч ирнэ гэж найдаж байна. Машины их биеийг зэврэлтээс хамгаалах нано бүрээсүүд аль хэдийн бий болсон бөгөөд ойрын жилүүдэд ийм бүрхүүлийн шинэ үе гарч ирэх ёстой - нанокапсулаар ханасан өөрийгөө эдгээх "ухаалаг материал". Гэмтсэн эсвэл зэвэрсэн үед капсул нь "эдгээх" нано хэсгүүдийг ялгаруулдаг.
Урд гэрэл ч гэсэн ойрын жилүүдэд эрс өөрчлөгдөх ёстой. Өнөөдөр загварлаг ксенон чийдэнг нанотехнологи ашиглан үйлдвэрлэсэн LED чийдэнгээр сольж болно. Бага зэрэг алслагдсан хэтийн төлөвт - квант цэгүүд, хагас дамжуулагч нанокристалууд дээр суурилсан гэрлийн эх үүсвэрүүд. Дугуйны резинэнд нүүрстөрөгчийн нано хэсгүүд (хар нүүрс гэж нэрлэгддэг) нэмэгдэж, түүний бат бөх чанар мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Соронзон нано бөөмсөөр ханасан шингэнийг хөшүүн чанар нь тохируулж болох амортизаторуудад ашиглахаар туршиж байна.
Маргаашийн нано технологи нь уг машиныг гадна талаас нь хүртэл огт өөр болгож чадна. Цахилгаан гүйдлийн нөлөөгөөр хэлбэрээ өөрчилдөг нано хоолой дээр полимер нийлмэл материал бүтээжээ. Тэд нисэх онгоцны үйлдвэрлэлд ашиглахыг хүсч байна - нисэх онгоц нь нислэгийн нөхцөлд дасан зохицож, далавчны хэлбэрийг өөрчлөх боломжтой болно. Гэхдээ бараг тэр үед BMW өөрийн шинэ үзэл баримтлалыг харуулсан - өөрчлөгддөг хэлбэр бүхий машин, мөн наноматериалаар ханасан. Тиймээс хатуу бус геометртэй автомашины санаа агаарт байна. Нанотехнологичид үүнийг санаанд оруулахыг хичээх нь эргэлзээгүй - илүү нарийвчлалтай, ухаалаг наноматериал.
Устөрөгчөөр ажилладаг машин бол авто тээврийн хөгжлийн ерөнхий шугамуудын нэг юм. Америкчууд энэ технологийг 2015 он гэхэд бэлэн байдалд оруулахаар төлөвлөж байна. Устөрөгчтэй ажиллах гурван үндсэн үе шатанд нанотехнологи шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэхийг уриалж байна. Нэгдүгээрт, наноматериал дээр суурилсан хүчирхэг нарны суурилуулалт нь уснаас устөрөгч авахад маш их хэрэгтэй болно. Хоёрдугаарт, устөрөгчийг асар их даралттай цилиндрт биш, харин нано сүвэрхэг материалд хадгалах нь илүү аюулгүй байх болно - одоо тэдгээрийг барьж байна. Эцэст нь, эрчим хүчний элементүүд өөрсдөө нано бүтэцгүйгээр хийхгүй байх магадлалтай.
Ухаалаг машинд аюулгүй жолоодоход шаардлагатай бүх зүйлийг хэлж өгдөг нано электрон мэдрэгчээр ханасан ухаалаг замуудыг уншигч та амархан төсөөлж чадна.
Нэг үгээр хэлбэл, нано технологи нь шинжлэх ухаан, үйлдвэрлэлийн бүхий л салбарын “шидэт түлхүүр” юм.
Дэлхий даяар нанотехнологийн төслүүдэд зарцуулж байгаа зардал одоо жилд 9 тэрбум доллар давж байна. Нанотехнологи дахь дэлхийн нийт хөрөнгө оруулалтын гуравны нэг орчмыг АНУ-д бүрдүүлж байна. Нано технологийн зах зээлийн бусад томоохон хөрөнгө оруулагчид бол Европын холбоо болон Япон юм. Урьдчилсан мэдээгээр 2015 он гэхэд болно нийт хүчНанотехнологийн салбарын янз бүрийн салбарын боловсон хүчин 2 сая хүртэл хүнд хүрч, наноматериал ашиглан үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүний нийт өртөг 1 их наяд долларт хүрч болно.
Урлагт нанотехнологи
Америкийн зураачийн хэд хэдэн бүтээлНаташа Вита-Морнано технологитой холбоотой.
Орчин үед урлагшинэ чиг хандлага гарч ирэвнано урлаг"(нано урлаг) (eng.нано урлаг ) нь бүтээлтэй холбоотой урлагийн төрөл юмзураачбичил болон нано хэмжээтэй баримал (бүрэлдэхүүн) (10-6 ба 10-9 m, тус тус) химийн болон физикийн үйл явцын нөлөөн дор материал боловсруулах, олж авсан гэрэл зурагнаноашигласан зургуудэлектрон микроскопграфик засварлагч дээр хар цагаан гэрэл зургийг боловсруулах (жишээлбэл,Adobe Photoshop).
Оросын Re-Zone группын бүтээсэн "Наноботууд" зохиол нь нанороботууд болон тэдний нийгмийн хөгжилд гүйцэтгэх үүрэгт зориулагдсан болно.
Шинжлэх ухааны уран зөгнөлт дэх нанотехнологи
Оросын зохиолчийн сайн мэдэх бүтээлдН.Лескова"Зүүн" ( жил) сонирхолтой хэсэг байна:
Таван саяар томруулдаг илүү сайн жижиг дуранг байсан бол та тах болгон дээр эзний нэр бичигдсэн байхыг харах юм бол тэр тахийг Оросын аль мастер хийсэн бэ гэж тэр хэлэв. - нанотехнологийн корпорацийн тэргүүн, эмнэлгийн үр нөлөөг анх мэдэрсэн хүннанороботууд. Шинжлэх ухааны уран зөгнөлт цувралдОддын хаалга: SG-1"Техникийн болон нийгмийн хувьд хамгийн дэвшилтэт уралдааны нэг бол уралдаан юм"хуулбарлагч” бүтэлгүйтсэн туршилтын үр дүнд үүссэнэртний хэрэглээ, тайлбарын хамт янз бүрийн сонголтууднанотехнологийн хэрэглээ. кинонд "Дэлхий зогссон өдөрКиану Ривзийн гол дүрд нь тоглосон харь гарагийн соёл иргэншил хүн төрөлхтөнд цаазаар авах ял оноож, өөрийгөө хувилах нано хуулбар цохуудын тусламжтайгаар дэлхий дээрх бүх зүйлийг бараг устгаж, замдаа таарсан бүхнийг залгиж байна.Москва дахь "Экспоцентр" төв үзэсгэлэнгийн цогцолборт. Форумын хөтөлбөр нь бизнесийн хэсэг, шинжлэх ухаан, технологийн хэсэг, постер илтгэл, оролцогчдын илтгэлээс бүрдсэн байв. Олон улсын тэмцээн шинжлэх ухааны бүтээлүүднано технологийн салбарын залуу эрдэмтэд, үзэсгэлэн . ОХУ-аас нийт 9024 оролцогч, зочин, 32 гадаад орнуудҮүнд:
AT 2009 онФорумын арга хэмжээнд 75 бүс нутгаас 10191 хүн оролцов Оросын Холбооны Улсболон гадаадын 38 улс, үүнд:
AT 2010 онФорумд 7200 шахам хүн оролцов. РУСНАНО форумын сангаас сургуулийн сурагчдад зориулан тусгайлан зохион байгуулсан аялалын зочдын дунд Бүх Оросын интернет нано технологийн олимпиадын оролцогчид болон нано технологийн томоохон арга хэмжээний төвд анх удаагаа орсон сургуулийн сурагчид байв. Чебоксары, Тула, Ростов-на-Дону хотын сургуулийн сурагчид форумд оролцохоор онцгойлон иржээ. Төгсөлтийн дараах оюутнууд аялалын хөтөч болсонМосквагийн улсын их сургууль Ломоносовнано технологийн олимпиадын бэлтгэлийн үйл явцад орсон. |
слайд 2
Тодорхойлолт Нанотехнологи гэдэг нь 100 нм-ээс бага хэмжээтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг оролцуулан хяналттай аргаар бүтээх, өөрчлөх боломжийг олгодог, цоо шинэ чанар бүхий, тэдгээрийг илүү том хэмжээний бүрэн ажиллагаатай системд нэгтгэх боломжийг олгодог арга, техникийн цогц юм; Өргөн утгаараа энэ нэр томъёо нь ийм объектын оношлогоо, шинж чанар, судалгааны аргуудыг хамардаг. Нанотехнологи нь бүтээж, үр дүнтэй болгоход чиглэсэн технологи юм практик хэрэглээзаасан шинж чанар, шинж чанар бүхий нанообъектууд болон нано системүүд.
слайд 3
Нано бөөм - 1-100 нм-ийн мужид дор хаяж нэг шинж чанар бүхий аморф буюу хагас талст бүтэц.
дагуу олон улсын ангилал(IUPAC) нано бөөмсийн хязгаарлах хэмжээ нь 100 нм боловч энэ нь албан ёсны шалгуур юм. Нано бөөмсийн тухай ойлголт нь тэдний хэмжээтэй холбоотой биш, харин ижил материалын задгай фазын шинж чанараас ялгаатай эдгээр хэмжээтэй шинэ шинж чанаруудын илрэлтэй холбоотой юм.
слайд 4
Наноматериал гэдэг нь макроскоп шинж чанарыг нь тодорхойлдог хальс, утаснуудын задгай материалыг судлах, боловсруулахтай холбоотой судалгааны чиглэл юм. химийн найрлага, бүтэц, хэмжээ ба/эсвэл нано хэмжээст бүтцийн харилцан зохицуулалт.
слайд 5
Наноэлектроник гэдэг нь 100 нм-ээс ихгүй топологийн хэмжээс бүхий функциональ электрон төхөөрөмж (нэгдсэн хэлхээг оролцуулан) үйлдвэрлэх архитектур, технологийг хөгжүүлэх, эдгээр төхөөрөмж дээр суурилсан төхөөрөмжүүд, түүнчлэн физикийн судалгаатай холбоотой электроникийн салбар юм. эдгээр төхөөрөмж, төхөөрөмжүүдийн үйл ажиллагааны үндэс.
слайд 6
Нанофотоник нь нано бүтэцтэй төхөөрөмжийг бий болгох, өсгөх, модуляцлах, дамжуулах, илрүүлэхэд зориулсан архитектур, технологийг хөгжүүлэхтэй холбоотой фотоникийн салбар юм. цахилгаан соронзон цацрагболон ийм төхөөрөмж дээр суурилсан төхөөрөмжүүд, түүнчлэн судалгааны хамт физик үзэгдлүүд, нано бүтэцтэй төхөөрөмжүүдийн үйл ажиллагааг тодорхойлж, фотонуудын нано хэмжээтэй объектуудтай харилцан үйлчлэх явцад үүсдэг.
Слайд 7
Нанобиотехнологи нь биологийн макромолекул ба органеллуудыг наноматериал болон нано төхөөрөмж бүтээхэд зориулалтын дагуу ашиглах явдал юм.
Слайд 8
Нано анагаах ухаан - практик хэрэглэээмнэлгийн зориулалттай нано технологи, үүнд Шинжлэх ухааны судалгааоношилгоо, хяналт, зорилтот эм хүргэх чиглэлээр гарсан хөгжил, түүнчлэн нано бүтэц, нано төхөөрөмж ашиглан хүний биеийн биологийн системийг сэргээх, сэргээх үйл ажиллагаа.
Слайд 9
Судалгааны үр дүн
“Хүмүүсийн тал хувь нь нанотехнологи гэж юу болохыг мэдэхгүй ч түүнгүйгээр амьдарч чадахгүй гэдгээ мэддэг” 1 2 6 5 4 5
Слайд 10
слайд 11
Дүгнэлт Өнөөгийн шинжлэх ухаан, технологийн хөгжлийн хамгийн дэвшилтэт, ирээдүйтэй чиглэл бол яах аргагүй нанотехнологи юм. Түүний чадвар нь төсөөллийг гайхшруулж, хүч чадал нь айдас төрүүлдэг. Шинэ мянганы гарснаар нано технологийн эрин үе эхэлсэн. Компьютерийн технологийн хурдацтай хөгжил нь нэг талаас нано технологийн салбарын судалгааг идэвхжүүлж, нөгөө талаас нанома машиныг зохион бүтээх ажлыг хөнгөвчлөх болно. Тиймээс ойрын хэдэн арван жилд нанотехнологи эрчимтэй хөгжинө. Оросын хотуудын хүн амын талаас илүү хувь нь "нанотехнологи" гэсэн ойлголтыг мэддэг. Үүний зэрэгцээ тэдний ихэнх нь нано технологид эерэгээр хандаж, амьдралыг илүү сайн болгож чадна гэдэгт итгэдэг. Нанотехнологийн салбарын хэтийн төлөв үнэхээр агуу юм. Нанотехнологи хүний амьдралын бүхий л салбарыг үндсээр нь өөрчлөх болно. Тэдгээрийн үндсэн дээр хэрэглээ нь эдийн засгийн бүх салбарт хувьсгал хийх бараа, бүтээгдэхүүнийг бий болгож чадна. Дэлхий зүгээр л дахин бүтээгдэх болно.
слайд 12
Бүх слайдыг үзэх
2013 он ирж, хүн бүр үр дүнгээ нэгтгэж, тайвширч, шинэ төслүүд дээр хичээнгүйлэн ажиллаж эхлэх болно. Гэвч тэнд байсангүй, Ломоносовын нэрэмжит Москвагийн их сургуулийн эрдэмтэд амралтын үеэр зүгээр сууж чадахгүй байсан тул бидний амьдралд нано технологийн тухай өгүүлсэн гайхалтай товхимол гаргахаар шийджээ.
Тэдний өгсөн мэдээллээр өнөөг хүртэл 800 орчим ахуйн хэрэглээний бүтээгдэхүүн нано технологид суурилсан байна. Энэ бүхний хамгийн гайхалтай нь нанотехнологиор хамгийн өчүүхэн зүйлсийг үйлдвэрлэдэг.
Бидний хүн нэг бүр хүүхэд байхдаа хуруугаа гэмтээж, эсвэл зүгээр л зурж байсныг санаж байна. Технологийн энэхүү гайхамшиг нь нянгийн эсрэг шинж чанартай байдаг тул ийм гэмтэлд туслах хамгийн хялбар арга бол шархыг наалдамхай туузаар хаах явдал юм. Эдгээр шинж чанарууд нь нано хэсгүүдийг ашиглан наалдамхай гипс гадаргуу дээр наалддаг нимгэн мөнгөн давхаргаар үүсдэг.
Хамгийн энгийн шүдний оо бол орчин үеийн нано технологийн бүтээгдэхүүн юм. Шинэ амьсгалахаас гадна цоорох өвчнөөс хамгаалах, одоо байгаа шүдний оо нь тусгай найрлагатай тул шүдний бичил хагарлыг дүүргэж, сайн нөхцөлд байлгахад тусалдаг.
Мөн нанотехнологийн хэрэглээний тод жишээ бол чичиргээний нано мэдрэгч бүхий ухаалаг гар утас юм. Өнөөгийн ухаалаг утаснууд нь маш дэвшилтэт, ухаалаг төхөөрөмжүүд юм онцгой нөхцөл байдалхамгаалалтын зорилгоор системээ өөрөө хаах. Мөн хагарсан шил нь төхөөрөмжийн үйл ажиллагаанд саад учруулахгүй, наночипүүд нь ямар ч байсан ажилласан, үргэлжлүүлэн ажиллах болно.
Нанотехнологийг спортод ашиглаж байгааг харахын тулд теннис тоглох хэрэгтэй. Теннисний бөмбөг нь сүвэрхэг резинэн суурьтай бөгөөд энэ нь түүнийг буулгах боломжийг олгодог. Түүнийг хэлбэр дүрсээ хадгалж, унтрахгүй байхын тулд эрдэмтэд бөмбөгийг битүүмжлэх шавар нийлмэл нано давхарга түрхсэн.
Хэрэв та сайн ажиглавал нано технологи нь бидний амьдралын бүхий л салбарт хэрэглэгдэж байна, та сайн харах л хэрэгтэй.
Владислав Кравцов
Арга хэмжээний зорилго:нанотехнологийг хүний амьдралд нэвтрүүлэхийг судалж, орчин үеийн ертөнцөд түүний ач холбогдлыг харуулах.
1. Оюутнуудын бие даан суралцах чадвар, бүтээлч чадварыг хөгжүүлэх.
2. Оюутнуудад шинжлэх ухааны хүмүүс, тэдний амжилтыг хүндэтгэх сэтгэлийг төлөвшүүлэх.
3. Оюутнуудад агуу эрдэмтдийн талаарх мэдлэгийг өргөжүүлэхэд нь тусал.
Үйл явдлын төлөвлөгөө.
1. танилцуулгаудирдагч.(1-р судалгаа): "Нанотехнологи гэж юу вэ."
2. Нанотехнологийн хөгжлийн түүх. (2-р судалгаа).
Нанотехнологийн хэрэглээний талбарууд.
3. Анагаах ухаанд нанотехнологи. (3-р судалгаа).
4. Биологийн нанотехнологи. (4-р судалгаа).
5. Гоо сайхны бүтээгдэхүүн дэх нанотехнологи. (5-р судалгаа).
Аж үйлдвэрийн нанотехнологи.
6. Ht in Хүнсний үйлдвэр. (Үх.6).
7. Автомашины салбарт NT. (Үх.7).
8. Хөдөө аж ахуй дахь NT. (Үх.8).
9. Экологийн чиглэлээр NT. (Уч.9).
10. Эрчим хүч дэх NT. (Үх.10).
11. Барилга угсралтын ажилд NT. (Үх.11).
12. Кибернетик ба электроникийн NT. (Үх.12).
13. Криминалист дахь НТ. (Үх.13).
14. Сансар огторгуй, мэдээлэл, цэргийн технологи дахь NT. (Үх.14).
Зохицуулагчийн хаалтын үг.
Илтгэгчийн танилцуулга
1. Нанотехнологи гэж юу вэ? (1-р судалгаа)
Нанотехнологи бол шинэ материал бий болгох арга зам бөгөөд тэдгээрийг хянах, цоо шинэ шинж чанартай өвөрмөц бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх боломж юм.
Нанотехнологи - нано бүтцээр тодорхойлогддог материал, төхөөрөмж, техникийн системийг бий болгох боломжийг олгодог процессуудын багц, өөрөөр хэлбэл. 1-ээс 100 нм (10 -9 м; атом, молекул) хооронд хэлбэлзэх хэмжээтэй түүний дараалсан хэлтэрхийнүүд. Грек хэлний "нанос" гэдэг үг нь "одой" гэсэн утгатай. Бөөмийн хэмжээ 100-10 нм ба түүнээс бага болтлоо буурах үед материалын шинж чанар (механик, катализатор гэх мэт) ихээхэн өөрчлөгддөг.
Энэ тодорхойлолттой холбогдуулан байгалийн асуулт гарч ирдэг: атом, молекулын түвшинд бодисыг хэрхэн удирдах вэ? Үүнийг ойлгохыг хичээцгээе, мөн нано шинжлэх ухааны мөн чанарыг нээж, хөгжлийн түүхийг авч үзэх, судлах объект, судалгааны арга барилыг онцолж, хамгийн сонирхолтой нь хүн нано шинжлэх ухааны асар их боломжийг өдөр тутмын амьдралдаа хэрхэн ухамсарлаж байгааг ойлгохыг хичээцгээе. .
2. Нанотехнологийн хөгжлийн түүх. (2-р судалгаа)
Шинжлэх ухаан, технологийн салбар болох нанотехнологи, холбогдох нэр томьёо нь харьцангуй саяхан гарч ирсэн (Хавсралт 1)
3. Анагаах ухаанд нанотехнологи. (Нийгэм 3)
Анагаах ухаанд нанотехнологийг ашиглах асуудал нь эсийн бүтцийг молекулын түвшинд өөрчлөх хэрэгцээнд оршдог. наноботуудын тусламжтайгаар "молекулын мэс засал" хийх. Наноботууд нь өртсөн эсийг өөрсдөө олж, гэмтлийг нь засдаг эмч роботууд юм.
Нано-анагаах ухааны нэг гол чиглэл бол нановакцин ба зорилтот эм хүргэх бөгөөд үүний мөн чанар нь тусгай капсулаар эмийн молекулыг нөлөөлөлд өртсөн эдэд шууд хүргэдэгт оршино. Энэ техник нь эмийн үр нөлөөг арав дахин нэмэгдүүлдэг. Нэмж дурдахад олон эм нь маш үнэтэй байдаг бөгөөд нано хүргэлтийн механизм нь бодисын шаардлагатай хэмжээг хэдэн зуу дахин багасгах боломжийг олгодог бөгөөд эцсийн эмийг хямд болгодог. Гэхдээ нанокапсул дахь эмийн гол давуу тал нь эм нь биеийн бусад эд, бодисуудтай "замын дагуу" харилцан үйлчлэлцдэггүй тул сөрөг нөлөө үзүүлэхгүй байх явдал юм. (Хавсралт 2)
4. Биологийн нанотехнологи. (Нийгэм 4)
Орчин үеийн биологи нь ДНХ-ийн гинжин хэлхээний дарааллыг тайлах гэх мэт асар том ажлыг шийдвэрлэхэд ойртжээ. (Хавсралт 3) . Биологийн нанотехнологи-биохип. Чип нь гадаргуу дээр уураг, хорт бодис, амин хүчлүүд гэх мэт янз бүрийн бодисыг хүлээн авдаг жижиг хавтан юм. Тэд сүрьеэ, ХДХВ, ялангуяа аюултай халдвар, олон хор, хорт хавдрын эсрэгбие гэх мэт өвчний үүсгэгч бодисыг шууд илрүүлж чаддаг. Нанобиотехнологи нь нанотехнологи, молекул биологийн ололт амжилтыг хослуулсан. Молекул биологичид нанотехнологичдод 4 тэрбум жилийн хувьслын үйл явц болох эсийн бүтэц, биологийн молекулуудын үр дүнд бий болсон нано бүтэц, наномеханизмыг ойлгож, ашиглаж сурахад тусалдаг. Биологийн молекулууд болон эсийн үйл явцын онцгой шинж чанарыг ашиглах нь биотехнологичдод бусад аргуудад хүрэх боломжгүй зорилгод хүрэхэд тусалдаг.
Нанотехнологичид мөн биомолекулууд өөрөө нано бүтэцтэй болох боломжийг ашигладаг. Жишээлбэл, липидүүд нь аяндаа нэгдэж, шингэн талст үүсгэх чадвартай байдаг.
5. Гоо сайхны бүтээгдэхүүн дэх нанотехнологи. (5-р судалгаа)
Нано технологийн тусламжтайгаар та үнэхээр 15-20 насаар залуу харагдах боломжтой. Тэдний мөн чанар нь үүнд оршдог гоо сайхны бүтээгдэхүүнарьсан доорх гүн давхарга руу нэвтрэх чадвартай нано бөмбөрцгийг багтаасан болно. Идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь эдгээр өвөрмөц бичил бөмбөрцөгт хаалттай байдаг. Нано технологийн тусламжтайгаар үрчлээ, батга, хар батга, сорви гэх мэт толигор болдог.
Арьсны нөхцөл байдлыг чанарын хувьд сайжруулах, гүн үрчлээг арилгах, арьсыг үр дүнтэй чийгшүүлэх, боловсорч гүйцсэн арьсны гоо үзэсгэлэн, шинэлэг байдлыг сэргээхийн тулд арьсны гүн давхаргад шим тэжээлийг хүргэх ажлыг сайжруулах шаардлагатай. Арьсны гүнд нэвтрэхийн тулд идэвхтэй бодисууд нь "тойрч гарах замыг ашигладаг" - эс хоорондын зай, арьсны булчирхайн ялгаруулах суваг. Эс хоорондын зайгаар дамжин өнгөрөх нь тийм ч хялбар биш юм. Энэ нь зөвхөн өндөр био болон нано технологийн ачаар боломжтой болсон.
Энэ асуудлыг шийдэх нэг шийдэл нь жижиг хэмжээтэй тул арьсанд гүн гүнзгий нэвтэрч чадах хиймэл савыг бий болгох явдал байв. Энэ нь липосомын ачаар хийгддэг - арьсны гүн давхаргад эмийг зөөвөрлөх чадвартай тээврийн молекулууд.
Цаашилбал, биотехнологи хөгжихийн хэрээр төрөл бүрийн биологийн бодисоор "чихэх" боломжтой илүү жижиг тээврийн хэсгүүд болох наносомуудыг ашиглах боломжтой болсон. Энэ бол нано гоо сайхны бүтээгдэхүүний эхлэл байсан юм. Гэсэн хэдий ч наносом нь зөвхөн нэг биологийн идэвхт бодисыг дамжуулах хэрэгсэл юм. (Хавсралт 4)
6. Хүнсний үйлдвэрлэлд нанотехнологийн хэрэглээ. (6-р алхам)
Хүнсний үйлдвэрлэлд нанотехнологийг ашиглах судалгаа одоо эхэлж байгаа бөгөөд ийм бүтээгдэхүүнд "нано хүнс" гэсэн нэр томъёо хүртэл нэвтэрч байна. Энэ нэр томъёо нь одоо хэсгүүдийг нано хэмжээстэй болгоно гэсэн үг биш юм. Энэ технологи нь орчин үеийн фермерийн олон бодит асуудлыг шийдвэрлэхэд туслах нано бөөмсийг ашиглахаас гадна үнэхээр гайхалтай барааны дүр төрхийг бий болгоно гэсэн үг юм. . Нано технологи нь хүнсний процессоруудад үйлдвэрлэлийн явцад бүтээгдэхүүний чанар, аюулгүй байдлыг хянах онцгой боломжийг олгодог. Бүтээгдэхүүн дэх бохирдуулагч эсвэл тааламжгүй бодис байгаа эсэхийг хурдан бөгөөд найдвартай илрүүлэх боломжтой янз бүрийн наносенсоруудыг ашиглан оношлогооны талаар бид ярьж байна. Нанотехнологийн өөр нэг хагалгаагүй салбар бол орчин үеийн хүнсний бүтээгдэхүүний сав баглаа боодол нь түүний агууламжаас дутахгүй чухал хүчин зүйл учраас бүтээгдэхүүнийг тээвэрлэх, хадгалах аргыг боловсруулах явдал юм.
Нанотехнологийг ашиглах алс холын хэтийн төлөвүүдийн дунд нэгдсэн интерактив ундаа, хоол хүнс үйлдвэрлэх төслүүдийг зарлаж байна: ийм бүтээгдэхүүнийг худалдан авснаар хэрэглэгч энгийн заль мэхийн тусламжтайгаар өнгө, үнэр, тэр ч байтугай өөрчлөх боломжтой болно. бүтээгдэхүүний амт.
7. Автомашины салбарт NT. (Үх.7). (Хавсралт 5)
8. Хөдөө аж ахуй дахь нанотехнологи. (8-р алхам)
Нано технологи нь хөдөө аж ахуйд хувьсгал хийх боломжтой. Молекул роботууд нь хөдөө аж ахуйн ургамал, амьтдыг орлох хүнс үйлдвэрлэх боломжтой болно. Жишээлбэл, завсрын холбоос болох үхрийг алгасаж өвснөөс шууд сүү үйлдвэрлэх онолын хувьд боломжтой юм. Ижил төстэй " Хөдөө аж ахуй” нь цаг агаарын нөхцөл байдлын нөлөөнд автахгүй, биеийн хүнд хүчир хөдөлмөр шаардахгүй. Мөн түүний бүтээмж нь хүнсний асуудлыг нэг удаа шийдвэрлэхэд хангалттай байх болно. Гэсэн хэдий ч өнөөг хүртэл лабораторийн үйлдвэрлэлээс масс үйлдвэрлэл рүү шилжих нь ихээхэн бэрхшээлтэй тулгараад байгаа бөгөөд материалыг нано хэмжээст, шаардлагатай хэлбэрээр найдвартай боловсруулах нь эдийн засгийн үүднээс хэрэгжүүлэхэд маш хэцүү хэвээр байна. (Хавсралт 6)
9. Экологийн нанотехнологи. (9-р судалгаа).
Нано технологи нь экологийн нөхцөл байдлыг тогтворжуулах боломжтой. Нэгдүгээрт, хүний хог хаягдлыг түүхий эд болгон хувиргадаг молекулын эмх цэгцтэй роботоор ханасан, хоёрдугаарт, үйлдвэр, хөдөө аж ахуйг хаягдалгүй нано технологийн аргад шилжүүлсэнтэй холбоотой. Жишээлбэл, ирээдүйд наноматериалууд нь эдгээр төхөөрөмжүүдэд хэрэглэгддэг цагаан алт болон бусад үнэт металлын хэрэглээг 15-20 дахин бууруулахад ашиглаж болох тул хорт бодисоос янданг цэвэрлэдэг автомашины катализаторын өртөгийг мэдэгдэхүйц бууруулах болно.
Экологийн хувьд наноматериал дээр суурилсан шүүлтүүр, мембраныг ус, агаар цэвэршүүлэх, давсгүйжүүлэхэд ашиглах ирээдүйтэй чиглэлүүд юм. далайн ус, түүнчлэн химийн болон биологийн нөлөөг хурдан биохимийн тодорхойлох янз бүрийн мэдрэгч ашиглах, байгаль орчинд ээлтэй шинэ материал, биологийн нийцтэй, био задрах полимер синтез, хог хаягдлыг устгах, боловсруулах шинэ арга бий болгох. Нэмж дурдахад бактериорходопсин дээр суурилсан нано-бэлтгэл хэлбэрийг ашиглах хэтийн төлөв маш чухал юм. Цацрагийн болон химийн гэмтэлд өртсөн байгалийн хөрсний дээжийг (Чернобылийн хөрсийг оруулаад) хийсэн судалгаагаар цацраг идэвхт бодис гэмтсэн тохиолдолд 2.5-3 сарын дотор, 5-р сард боловсруулсан бэлдмэлийн тусламжтайгаар микрофлорын байгалийн байдал, үржил шимийг сэргээх боломжтой болохыг харуулсан. -6 сар химийн бодистой. (Хавсралт 7)
10. Эрчим хүч дэх нанотехнологи. (10-р алхам)
Стратегийн зорилго нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийг хол зайд ажиллуулах, мөн илүүдэл эрчим хүчийг хуримтлуулах замаар нарны хавтан, салхин турбин зэрэг сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийг илүү хэмнэлттэй ажиллуулах боломжийг хангах өндөр хүчин чадалтай батерейг хөгжүүлэх явдал юм. (Хавсралт 8)
11. Барилга угсралтын ажилд NT. (11-р алхам)
Кибернетикийн хувьд эзэлхүүний микро схемд шилжих бөгөөд идэвхтэй элементүүдийн хэмжээ нь молекулуудын хэмжээ хүртэл буурах болно. Компьютерийн ажиллах давтамж нь терагерцийн утгад хүрнэ. Нейронтой төстэй элементүүд дээр суурилсан схемийн шийдлүүд өргөн тархах болно. Уургийн молекулууд дээр суурилсан урт хугацааны өндөр хурдны санах ой гарч ирэх бөгөөд түүний багтаамж нь терабайтаар хэмжигдэнэ. Хүний оюун ухааныг компьютерт "нүүлгэн шилжүүлэх" боломжтой болно.
Логик наноэлементүүдийг хүрээлэн буй орчны бүх шинж чанарт нэвтрүүлснээр энэ нь "боломжийн" бөгөөд хүний хувьд туйлын тухтай болно. Энэ бүхэн нь янз бүрийн тооцоогоор 100 орчим жил үргэлжилнэ. (Хавсралт 10).
13. Криминалист дахь нанотехнологи. (13-р алхам).
Нанотехнологи нь хурууны хээг судлахад хэрэглээгээ олдог. Тослог хурууны хээг ялгахын тулд гидрофобик шинж чанартай алтны нано хэсгүүдийн суспензийг ашигласан; тосоор хучигдсан гадаргуу дээр наалдах чадвартай. Орчин үеийн нано технологийн ололт амжилт нь гэмт хэргийн газраас хурууны хээг хурдан бөгөөд үнэн зөв авах боломжийг бүрдүүлнэ.Тодорхойгүй хурууны хээгээс шүүх эмнэлгийн дээж авах орчин үеийн арга бол судалж буй гадаргууг цитрат анионоор тогтворжуулсан алтны усан суспензээр эмчлэх явдал юм. Хүчиллэг орчинд алтны хэсгүүд нь хурууны хээний талбайд молекулын эерэг цэнэгтэй хэсгүүдэд наалддаг. Үүссэн зургийг мөнгөн давсны уусмалаар эмчилж, мөнгө сэргээж, хурууны хээний ховил дээр бараан металлын ул мөр үлдээдэг. Гэсэн хэдий ч алтны уусмал нь тогтворгүй байдаг тул туршилтаас туршилтын хооронд шинжилгээг дахин гаргахад хүндрэлтэй байдаг. Нано технологи нь бүдэгхэн хурууны хээг ч хурдан бөгөөд үнэн зөв гаргах боломжийг танд олгоно.Одоо Иерусалимын их сургуулийн Даниел Мандлер, Жозеф Алмог нар шинэ арга барилыг санал болгож байна. Тэд уламжлалт байдлаар хэрэглэгддэг коллоид алтны уусмалыг илүү тогтвортой эквивалентаар сольсон. Израилийн эрдэмтдийн шийдэл болгон санал болгосон алтны нано хэсгүүдийг урт гинжин хэлхээтэй нүүрсустөрөгчийн радикалуудаар тогтворжуулж, нефтийн эфирт түдгэлзүүлдэг. Эдгээр тоосонцор нь хурууны хээний өөхний хэсгүүдтэй гидрофобик харилцан үйлчлэлээр харилцан үйлчилж, мөн мөнгөөр эмчилж, боловсруулалт хийхэд ердөө гурван минутын дотор өндөр чанартай хэвлэнэ.
14. Сансар дахь нанотехнологи. Мэдээлэл, цэргийн технологи. (14-р алхам)
Сансар огторгуйд хувьсгал өрнөж байна. 20 кг хүртэл жинтэй нано төхөөрөмж бүхий хиймэл дагуул бүтээж эхэлсэн. Бичил хиймэл дагуулын системийг бий болгосон. Үүнийг устгах оролдлогод өртөмтгий нь бага байдаг. Хэдэн зуун кг, тэр байтугай тонн жинтэй аварга том биетийг тойрог замд буулгаж, сансрын бүх холбоо, тагнуулын үйл ажиллагааг шууд таслан зогсоох нь нэг хэрэг, тойрог замд бүхэл бүтэн микро хиймэл дагуул байх үед өөр хэрэг юм. Энэ тохиолдолд тэдгээрийн аль нэг нь бүтэлгүйтсэн нь системийн ажиллагааг бүхэлд нь тасалдуулахгүй. Үүний дагуу хиймэл дагуул бүрийн найдвартай ажиллагаанд тавигдах шаардлагыг бууруулж болно. Оптик, харилцаа холбооны систем, их хэмжээний мэдээлэл дамжуулах, хүлээн авах, боловсруулах аргуудын салбарт шинэ технологи бий болгох нь хиймэл дагуулын бичил бичил биетний гол асуудлын нэг байх ёстой гэж залуу эрдэмтэд үзэж байна. Сансарт хөөргөсөн төхөөрөмжүүдийн масс, хэмжээсийг хоёр дарааллаар багасгах боломжтой нано технологи, наноматериалуудын талаар бид ярьж байна. Жишээлбэл, наноникелийн хүч чадал нь пуужингийн хөдөлгүүрт ашиглах үед цоргоны массыг 20-30% бууруулах боломжтой байснаас 6 дахин их байдаг. Жин хасах сансрын технологиолон асуудлыг шийддэг: энэ нь төхөөрөмжийн сансарт байх хугацааг уртасгаж, илүү хол нисэх боломжийг олгодог бөгөөд судалгаанд шаардлагатай бусад тоног төхөөрөмжийг авч явах боломжийг олгодог. Үүний зэрэгцээ эрчим хүчний хангамжийн асуудал шийдэгдэж байна. Бяцхан төхөөрөмж удахгүй олон үзэгдлийг судлахад ашиглагдах болно, тухайлбал, нарны туяа Дэлхий болон дэлхийн ойролцоох орон зайн үйл явцад үзүүлэх нөлөөллийг судлах болно. (Хавсралт 11)
Дүгнэлт
Нанотехнологи бол ирээдүйн бэлгэдэл, хамгийн чухал салбар бөгөөд түүнгүйгээр соёл иргэншлийн цаашдын хөгжлийг төсөөлөхийн аргагүй юм.
Нанотехнологийг ашиглах боломж бараг шавхагдашгүй юм - хорт хавдрын эсийг устгадаг микроскоп компьютерээс эхлээд хүрээлэн буй орчныг бохирдуулдаггүй машины хөдөлгүүр хүртэл.
Нанотехнологи өнөөдөр эхэн үедээ байгаа бөгөөд асар их боломжоор дүүрэн байна.
Агуу хэтийн төлөв нь асар их аюул дагуулдаг. Үүнтэй холбогдуулан хүн нано технологийн урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй боломжуудад маш болгоомжтой хандаж, судалгаагаа энхийн зорилгод чиглүүлэх ёстой. Эс бөгөөс тэрээр өөрийн оршин тогтнолыг аюулд оруулж болзошгүй. Эдгээр технологи нь бохир гарт орвол бүр ч дор. Хамгийн сайныг хэрхэн ашиглаж болохыг түүх харуулдаг. шинжлэх ухааны ололт амжилтбие биенээ устгах. Эдгээр санаа зовнилыг хуваалцдаг хүмүүсийг "нано-апокалиптик" гэж нэрлэдэг. Наноапокалиптикчид дайны гарцаагүй байдлын талаар тууштай ярьдаг бөгөөд үүнийг задалдаг нанороботууд өөрсдөө хийж, замдаа тааралдсан бүх зүйлийг устгаж, энэ сүйрэлд үржиж болно. Магадгүй эдгээр нанороботууд хүний эрх ашигт ямар ч хамааралгүй өөрийн гэсэн сонирхолтой байж магадгүй юм. Иймд нанороботуудын амьд аналог болох вирус, бактеритай тэмцэх зорилгоор хяналтаас гарсан нанороботуудыг устгах хамгаалалтын хэрэгслийг бий болгох ажлыг аль хэдийн нухацтай авч үзэж, тавьж байна.
Нэг үгээр хэлбэл бидний маш бага мэддэг нано ертөнц биднийг хүлээж байна. Бид бараг юу ч мэдэхгүй. Гэхдээ нано технологийн ололт амжилтыг ухаалаг үйлсийн хүрээнээс хэтрүүлэхгүйгээр сайн үйлсэд чиглүүлэх хангалттай хүч чадал, арга хэрэгслийг дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа эрдэмтэд ч, засгийн газар ч олно гэж найдъя.
Лавлагаа
- Дараагийн арван жилд нанотехнологи / Ed. М.К. Роко, Р.С. Уильямс, П.Аливисатос. М., 2002.
- Головин Ю.И. Нано технологийн танилцуулга. М., 2003.
- Дьячков П.Н. Нүүрстөрөгчийн нано хоолой. XXI зууны компьютерт зориулсан материал // Байгаль. 2000. No 11. С.23-30.
- Интернет нөөц.
http://korrespondent.ru
http://ria.ru/science/20081203/156376525.html#ixzz2orCoTJVk
слайд 1
БИДНИЙ АМЬДРАЛ ДАХЬ НАНОТЕХНОЛОГИ Гүйцэтгэсэн: ГОУ БИЮЛИ Омахановын 11Б ангийн оюутан Мурад Ментор: Ph.D. Андреева Наталья Владимировнаслайд 2
Тодорхойлолт Нанотехнологи гэдэг нь 100 нм-ээс бага хэмжээтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг оролцуулан хяналттай аргаар бүтээх, өөрчлөх боломжийг олгодог, цоо шинэ чанар бүхий, тэдгээрийг илүү том хэмжээний бүрэн ажиллагаатай системд нэгтгэх боломжийг олгодог арга, техникийн цогц юм; Өргөн утгаараа энэ нэр томъёо нь ийм объектын оношлогоо, шинж чанар, судалгааны аргуудыг хамардаг. Нанотехнологи гэдэг нь хүссэн шинж чанар, шинж чанартай нанообъект, наносистемийг бий болгох, үр дүнтэй практик ашиглахад чиглэсэн технологи юм.
слайд 3
Нано бөөмс - 1-100 нм-ийн мужид дор хаяж нэг шинж чанар бүхий аморф буюу хагас талст бүтэц. Олон улсын ангиллын (IUPAC) дагуу нано бөөмсийн хязгаарлах хэмжээ нь 100 нм боловч энэ нь албан ёсны шалгуур юм. Нано бөөмсийн тухай ойлголт нь тэдний хэмжээтэй холбоотой биш, харин ижил материалын задгай фазын шинж чанараас ялгаатай эдгээр хэмжээтэй шинэ шинж чанаруудын илрэлтэй холбоотой юм.
слайд 4
Наноматериал гэдэг нь макроскоп шинж чанар нь нано хэмжээст бүтцийн химийн найрлага, бүтэц, хэмжээ ба/эсвэл харилцан зохион байгуулалтаар тодорхойлогддог хальс ба утаснуудын задгай материалыг судлах, боловсруулахтай холбоотой судалгааны чиглэл юм.
слайд 5
Наноэлектроник гэдэг нь 100 нм-ээс ихгүй топологийн хэмжээс бүхий функциональ электрон төхөөрөмж (нэгдсэн хэлхээг оролцуулан) үйлдвэрлэх архитектур, технологийг хөгжүүлэх, эдгээр төхөөрөмж дээр суурилсан төхөөрөмжүүд, түүнчлэн физикийн судалгаатай холбоотой электроникийн салбар юм. эдгээр төхөөрөмж, төхөөрөмжүүдийн үйл ажиллагааны үндэс.
слайд 6
Нанофотоник нь цахилгаан соронзон цацраг, тэдгээрт суурилсан төхөөрөмжүүдийг үүсгэх, өсгөх, модуляцлах, дамжуулах, илрүүлэх нано бүтэцтэй төхөөрөмж үйлдвэрлэх архитектур, технологийг хөгжүүлэх, түүнчлэн физик үзэгдлийг судлахтай холбоотой фотоникийн салбар юм. нано бүтэцтэй төхөөрөмжүүдийн үйл ажиллагааг тодорхойлж, фотонуудын нано хэмжээст объектуудтай харилцан үйлчлэх явцад үүсдэг.
Слайд 7
Нанобиотехнологи нь биологийн макромолекул ба органеллуудыг наноматериал болон нано төхөөрөмж бүтээхэд зориулалтын дагуу ашиглах явдал юм.
Слайд 8
Наномедицин - нанотехнологийн практик хэрэглээ, түүний дотор оношлогоо, хяналт, эмийн зорилтот хүргэх чиглэлээр судалгаа, боловсруулалт хийх, түүнчлэн нано бүтэц, нано төхөөрөмж ашиглан хүний биеийн биологийн системийг сэргээх, сэргээх үйл ажиллагаа.
Слайд 9
Санал асуулгын дүн “Хүмүүсийн тал хувь нь нано технологи гэж юу байдгийг мэдэхгүй ч түүнгүйгээр амьдрах боломжгүй гэдгийг мэддэг” 1 2 6 5 4 5
слайд 10
слайд 11
Дүгнэлт Өнөөгийн шинжлэх ухаан, технологийн хөгжлийн хамгийн дэвшилтэт, ирээдүйтэй чиглэл бол яах аргагүй нанотехнологи юм. Түүний чадвар нь төсөөллийг гайхшруулж, хүч чадал нь айдас төрүүлдэг. Шинэ мянганы гарснаар нано технологийн эрин үе эхэлсэн. Компьютерийн технологийн хурдацтай хөгжил нь нэг талаас нано технологийн салбарын судалгааг идэвхжүүлж, нөгөө талаас нанома машиныг зохион бүтээх ажлыг хөнгөвчлөх болно. Тиймээс ойрын хэдэн арван жилд нанотехнологи эрчимтэй хөгжинө. Оросын хотуудын хүн амын талаас илүү хувь нь "нанотехнологи" гэсэн ойлголтыг мэддэг. Үүний зэрэгцээ тэдний ихэнх нь нано технологид эерэгээр хандаж, амьдралыг илүү сайн болгож чадна гэдэгт итгэдэг. Нанотехнологийн салбарын хэтийн төлөв үнэхээр агуу юм. Нанотехнологи хүний амьдралын бүхий л салбарыг үндсээр нь өөрчлөх болно. Тэдгээрийн үндсэн дээр хэрэглээ нь эдийн засгийн бүх салбарт хувьсгал хийх бараа, бүтээгдэхүүнийг бий болгож чадна. Дэлхий зүгээр л дахин бүтээгдэх болно.