Botanika 

Nanotehnologija v življenju. Predstavitev "nanotehnologija v našem življenju"

Zahvaljujoč inovativnim tehnologijam ima človeštvo priložnost za študij svet na bolj "plitki" ravni. Nanotehnologija se uporablja na različnih področjih dejavnosti. Mikroskopski delci ali, kot se zdaj imenujejo nanodelci se lahko sintetizira iz najrazličnejših materialov. Velikosti teh delcev ne presegajo 100 nm.

Človeštvo že od antičnih časov uporablja edinstvene zmogljivosti nanodelca. Na primer, zgodovinsko mojstrovino pokal Lycurgus so ustvarili starodavni rimski obrtniki. Edinstvena struktura steklene čaše preseneti celo sodobne obrtnike. Če je pehar osvetljen od zunaj, bo zelen, če pa od znotraj, bo oranžno rdeč. Kakšen je razlog? Stvar je v tem, da so nanodelci plemenitih kovin (srebro in zlato) razpršeni v stekleno strukturo.

Nanodelci in medicina

Prvi nanodelc je opisal A. Einstein leta 1905. Dokazal je, da je molekula saharoze velika približno 1 nm. Nanodelci se zlahka premagajo celične membrane, zato lahko prodrejo kamor koli v naše telo. Ta edinstvena lastnost se v praksi uporablja za diagnosticiranje različnih bolezni.

Na primer, nanodelci se uporabljajo za diagnosticiranje raka, mikrodelci so pritrjeni na rakave celice, njihova povečana koncentracija pa se lahko uporabi za ugotavljanje lokalizacije rakotvornih celic v telesu. Nanotehnologija omogoča dostavo zdravil na točno določeno lokacijo. S pomočjo nanodelcev je mogoče pospešiti proces celjenja ran in zavirati rast tumorjev.

Kot lahko vidite, je naše življenje tesno povezano s temi mikroskopskimi delci. Dokazano je, da lahko nanodelci delujejo kot katalizatorji in adsorbenti. Že danes se nanotehnologija uporablja za ustvarjanje ultra tankih in ultra močnih zaščitnih premazov. Kljub temu večina znanstvenih raziskovalcev meni, da je učinek nanodelcev na človeško telo še vedno slabo razumljen, zato je še prezgodaj slaviti uspeh in premagati timpane.

Nanodelci in njihove raziskave

Podlaga za preučevanje vseh možnosti zgoraj predstavljenega materiala je kakovost laboratorijska oprema Noriba (analizatorji velikosti delcev). Trenutno lahko vse nanodelce razvrstimo po več kazalnikih:

Po osnovni snovi;

Poreklo (naravno, umetno);

Po vrsti večdimenzionalnosti.

Sodobna laboratorijska oprema podjetja Noriba vam omogoča, da določite vse lastnosti nanodelcev. Naše podjetje vam predstavlja naslednje modele laserskih analizatorjev znanega podjetja Noriba-SZ-100V2, LA-960V2 in LA-300. Tako se laserski analizator SZ-100 uporablja za preučevanje mikrodelcev velikosti od 0,3 nm do 8 mikronov, ζ-potenciala in molekulske mase. Načelo merjenja temelji na foto-korelacijski spektroskopiji. Laserski analizator LA-950 je edinstvena naprava, ki lahko deluje pri velikih hitrostih. S pomočjo te opreme je mogoče izvesti raziskave s krožnim sistemom v tekočem mediju. Laserski analizator LA-300 je opremljen z avtomatsko črpalko in lahko deluje z lasersko difrakcijo.

LLC "RVS" je stalni partner blagovne znamke Noriba. Strokovnjaki podjetja se redno izobražujejo. Po potrebi vam bodo kompetentno svetovali, pomagali pri odločitvi o modelu laserskega analizatorja. Prodajamo samo visoko kakovostne izdelke.

Namen dogodka: preučiti vnos nanotehnologije v človeško življenje in pokazati njihov pomen v sodobnem svetu.

1. Razviti veščine samoizobraževanja, ustvarjalnosti učencev.

2. Vzbuditi študente spoštovanje do znanstvenikov in njihovih dosežkov.

3. Spodbujati znanje študentov o velikih znanstvenikih.

Načrt dogodka.

1. uvod voditelj (študija 1): »Kaj je nanotehnologija«.

2. Zgodovina razvoja nanotehnologije. (Oddelek 2).

Področja uporabe nanotehnologije.

3. Nanotehnologija v medicini. (Oddelek 3).

4. Nanotehnologija v biologiji. (Oddelek 4).

5. Nanotehnologija v kozmetiki. (Oddelek 5).

Nanotehnologija v industriji.

6. NT v živilski industriji. (Oddelek 6).

7. NT v avtomobilski industriji. (Oddelek 7).

8. NT v kmetijstvu. (Oddelek 8).

9. NT v ekologiji. (Oddelek 9).

10. NT v energetiki. (Območje 10).

11. NT v gradbeništvu. (Oddelek 11).

12. NT v kibernetiki in elektroniki. (Območje 12).

13. NT v forenziki. (Oddelek 13).

14. NT v vesolju, informacijskih in vojaških tehnologijah. (Oddelek 14).

Zaključna beseda voditelja.

Predstavitev voditelja

1. Kaj je nanotehnologija? (Območje 1)

Nanotehnologija je način ustvarjanja novih materialov, je sposobnost upravljanja z njimi in izdelave edinstvenih izdelkov, ki bodo imeli popolnoma nove lastnosti.

Nanotehnologija je sklop procesov, ki omogočajo ustvarjanje materialov, naprav in tehničnih sistemov, katerih delovanje določa nanostruktura, tj. njegovi urejeni drobci velikosti od 1 do 100 nm (10 -9 m; atomi, molekule). Grška beseda za "drift" približno pomeni "gnome". Ko se velikost delcev zmanjša na 100-10 nm ali manj, se lastnosti materialov (mehanske, katalitične itd.) Bistveno spremenijo.

V zvezi s to definicijo se postavlja naravno vprašanje: kako je mogoče s snovjo manipulirati na ravni atomov in molekul? Poskusimo to razumeti ter razkriti bistvo nanoznanosti, razmisliti o zgodovini njenega razvoja, izpostaviti predmete njenega raziskovanja, raziskovalne metode in, kar je najbolj zanimivo, razumeti, kako človek uresničuje ogromen potencial nanoznanosti v vsakdanjem življenju .

2. Zgodovina razvoja nanotehnologije. (2. območje)

Področje znanosti in tehnologije, imenovano nanotehnologija, ustrezna terminologija, se je pojavilo relativno nedavno (Priloga 1)

3. Nanotehnologija v medicini. (Območje 3)

V medicini je problem uporabe nanotehnologije potreba po spremembi strukture celice molekularni ravni, tj. izvesti "molekularno kirurgijo" s pomočjo nanobotov. Nanoboti so robotski zdravniki, ki sami najdejo prizadeto celico in lahko popravijo njeno poškodbo.

Ena glavnih smeri nanomedicine so nanovacini in ciljno dajanje zdravil, katerih bistvo je, da posebna kapsula dovaja molekule zdravil neposredno v prizadeto tkivo. Ta tehnika desetkrat poveča učinkovitost zdravila. Poleg tega so številna zdravila zelo draga in mehanizem nano-dostave omogoča, da se potreben volumen snovi zmanjša za stotine krat, zaradi česar je končno zdravilo cenejše. Toda glavna prednost zdravil v nanokapsulah je odsotnost negativnih stranskih učinkov, saj zdravilo ne deluje "na poti" z drugimi tkivi in ​​snovmi v telesu (Dodatek 2)

4. Nanotehnologija v biologiji. (Območje 4)

Sodobna biologija se je približala reševanju tako zastrašujoče naloge, kot je dešifriranje zaporedja verig DNK (Dodatek 3) . Biološka nanotehnologija-biočipi. Čip je majhna plošča, na površini katere so receptorji za različne snovi - beljakovine, toksine, aminokisline. Takoj lahko odkrijejo povzročitelje tuberkuloze, HIV, zlasti nevarnih okužb, številne strupe, protitelesa proti raku itd. Nanobiotehnologija združuje napredek v nanotehnologiji in molekularni biologiji. Molekularni biologi pomagajo nanotehnologom pri razumevanju in uporabi nanostruktur in nanomehanizmov, ki jih je ustvaril 4 milijarde let trajajoč evolucijski proces - celične strukture in biološke molekule. Uporaba posebnih lastnosti bioloških molekul in celičnih procesov pomaga biotehnologom doseči cilje, ki jih druge metode ne morejo doseči.

Nanotehnologi izkoriščajo tudi sposobnost biomolekul, da se samosestavijo v nanostrukture. Na primer, lipidi se lahko spontano združijo in tvorijo tekoče kristale.

5. Nanotehnologija v kozmetiki. (Območje 5)

S pomočjo nanotehnologije si lahko dejansko videti 15-20 let mlajši. Njihovo bistvo je v tem, da sestava kozmetika vključene nanosfere, ki lahko prodrejo v globoko podkožno plast. Te nenavadne mikrosfere vsebujejo aktivne sestavine. S pomočjo nanotehnologije se zgladijo gube, akne, akne, brazgotine itd.

Da bi kakovostno izboljšali stanje kože, odstranili globoke gube, dosegli učinkovito hidracijo kože, povrnili lepoto in svežino zreli koži, je treba izboljšati dovajanje hranil v globoke plasti kože. Za prodiranje globoko v kožo aktivne snovi "uporabljajo obvoze" - medcelični prostori in izločevalni kanali kožnih žlez. Prehod skozi medcelične prostore ni tako enostaven. To je postalo mogoče le po zaslugi visoke bio- in nanotehnologije.

Ena od rešitev tega problema je bila izdelava umetnih posod, ki lahko zaradi svoje majhnosti prodrejo v kožo globlje. To se naredi zahvaljujoč liposomom - transportnim molekulam, ki lahko prenašajo zdravilne snovi v globlje plasti kože.

Nadalje je z razvojem biotehnologije postalo mogoče uporabiti še manjše transportne delce - nanosome, ki bi jih lahko "napolnili" z različnimi biološkimi snovmi. To je bil začetek nanokozmetike. Vendar pa so nanosomi nosilec samo ene biološko aktivne snovi. (Dodatek 4)

6. Uporaba nanotehnologije v živilski industriji. (Območje 6)

Zdaj se začenjajo raziskave o uporabi nanotehnologije v živilski industriji, za takšne izdelke pa je bil uveden celo izraz: "nanoed". Ta izraz ne pomeni, da bodo deli zdaj nano nano. To pomeni, da bo tehnologija uporabila vključke nanodelcev, ki lahko pomagajo rešiti številne resnične težave sodobnega kmeta in služijo videzu popolnoma fantastičnega blaga. . Nanotehnologija lahko podjetjem za predelavo hrane ponuja tudi edinstvene možnosti za nadzor kakovosti in varnosti hrane med proizvodnjo. Govorimo o diagnostiki z uporabo različnih nanosenzorjev, ki lahko hitro in zanesljivo zaznajo prisotnost onesnaževal ali škodljivih snovi v izdelkih. Drugo neorano področje nanotehnologije je razvoj metod transporta in skladiščenja hrane, saj embalaža ni nič manj pomemben dejavnik pri sodobnih živilskih izdelkih kot njena vsebina.

Med bolj oddaljenimi obeti uporabe nanotehnologije so napovedani projekti izdelave enotnih interaktivnih pijač in hrane: pri nakupu takšnih izdelkov lahko potrošnik s preprostimi manipulacijami spremeni barvo, vonj in celo okus izdelka.

7. NT v avtomobilski industriji. (Oddelek 7). (Dodatek 5)

8. Nanotehnologija v kmetijstvu. (Območje 8)

Nanotehnologija ima potencial za revolucijo v kmetijstvu. Molekularni roboti bodo lahko proizvajali hrano, ki bo nadomestila kmetijske rastline in živali. Na primer, teoretično je mogoče pridelovati mleko neposredno iz trave, mimo vmesne povezave - krave. Podobno " Kmetijstvo”Ne bo odvisno od vremenskih razmer in ne bo potrebovalo težkega fizičnega dela. Njegova produktivnost bo zadostovala, da enkrat za vselej reši problem s hrano. Vendar pa je prehod iz laboratorijske proizvodnje v množično proizvodnjo doslej poln velikih izzivov, zanesljivo obdelavo materialov na nanometru na potreben način pa je z gospodarskega vidika še vedno zelo težko doseči. (Dodatek 6)

9. Nanotehnologija v ekologiji. (Korak 9).

Nanotehnologija lahko tudi stabilizira okolje. Prvič, zaradi nasičenosti z molekularnimi roboti-medicinskimi sestrami, ki odpadke človeške dejavnosti spreminjajo v surovine, in drugič, zaradi prenosa industrije in kmetijstva na nanotehnološke metode brez odpadkov. Nanomateriali bodo na primer v prihodnosti znatno znižali stroške avtomobilskih katalizatorjev, ki čistijo izpušne pline iz škodljivih nečistoč, saj lahko porabo platine in drugih dragocenih kovin, uporabljenih v teh napravah, zmanjšajo za 15-20 krat.

V ekologiji so obetavna področja uporaba filtrov in membran na osnovi nanomaterialov za čiščenje vode in zraka, razsoljevanje morsko vodo, pa tudi uporabo različnih senzorjev za hitro biokemijsko določanje kemičnih in bioloških učinkov, sintezo novih okolju prijaznih materialov, biokompatibilnih in biorazgradljivih polimerov, ustvarjanje novih metod odstranjevanja in recikliranja odpadkov. Poleg tega je zelo pomembna možnost uporabe nanopreparacij na osnovi bakterijerodopsina. Študije, opravljene z naravnimi vzorci tal, ki jih je prizadelo sevanje in kemija (vključno s Černobiljem), so pokazale možnost, da jih s pomočjo razvitih pripravkov obnovimo v naravno stanje mikroflore in rodovitnost v 2,5-3 mesecih v primeru poškodb zaradi sevanja in v 5-6 mesecih s kemikalijo. (Dodatek 7)

10. Energetska nanotehnologija. (Območje 10)

Strateški cilj je razviti baterije z veliko zmogljivostjo, ki bodo zagotavljale električna vozila na dolge razdalje, prav tako pa lahko s shranjevanjem presežne energije zagotavljajo bolj ekonomične načine delovanja obnovljivih virov energije, kot so sončne celice in vetrne turbine. (Dodatek 8)

11. NT v gradbeništvu. (Območje 11)

V kibernetiki bo prišlo do prehoda na volumetrična mikrovezja, velikost aktivnih elementov pa se bo zmanjšala na velikost molekul. Delovne frekvence računalnikov bodo dosegle vrednosti terahercev. Rešitve vezja, ki temeljijo na nevronu podobnih elementih, bodo postale razširjene. Pojavil se bo dolgoročni hitri spomin na molekule beljakovin, katerih zmogljivost bodo merili v terabajtih. Človeški intelekt bo mogoče "preseliti" v računalnik.

Zaradi uvedbe logičnih nanoelementov v vse atribute okolja bo postal "inteligenten" in izjemno udoben za ljudi. Vse to bo po različnih ocenah trajalo približno 100 let. (Dodatek 10).

13. Nanotehnologija v forenziki. (Uč. 13).

Nanotehnologija najde svojo uporabo pri preučevanju prstnih odtisov. Za kontrast mastnih prstnih odtisov smo uporabili suspenzijo zlatih nanodelcev s hidrofobnimi lastnostmi, t.j. se lahko oprimejo mastnih površin. Dosežki sodobne nanotehnologije bodo zdaj omogočili hitro in učinkovito pridobivanje slik prstnih odtisov s prizorišč zločina.Sodobna metoda pridobivanja forenzičnih vzorcev iz nejasnih prstnih odtisov je obdelava preiskovane površine z vodno suspenzijo zlata, stabiliziranega s citratnimi anioni. V kislem okolju se delci zlata pritrdijo na pozitivno nabite fragmente molekule namesto prstnega odtisa. Dobljeno sliko obdelamo z raztopino srebrne soli, zaradi česar se srebro zmanjša in na značilnih utorih prstnega odtisa ostanejo sledi temne kovine. Vendar je raztopina zlata nestabilna, kar otežuje ponovitev testa od testa do testa. Nanotehnologija bo omogočila hitro in učinkovito pridobivanje celo nejasnih prstnih odtisov. Zdaj Daniel Mandler in Joseph Almog z univerze v Jeruzalemu predlagata nov pristop. Tradicionalno uporabljeno koloidno raztopino zlata so nadomestili z bolj stabilnim ekvivalentom. Zlate nanodelce, ki so jih kot rešitev predlagali izraelski znanstveniki, stabilizirajo radikali ogljikovodikov z dolgimi verigami in suspendirajo v naftnem etru. Ti delci medsebojno delujejo z maščobnimi delci prstnega odtisa s hidrofobnimi interakcijami in jih je mogoče obdelati tudi s srebrom, kar daje visokokakovostne odtise v samo treh minutah.

14. Nanotehnologija v vesolju. Informacijske in vojaške tehnologije. (Območje 14)

V vesolju divja revolucija. Začeli so ustvarjati satelitske nannaprave do 20 kilogramov. Ustvarjen je bil sistem mikrosatelitov. Manj je ranljiv za poskuse uničenja. Ena stvar je, da v orbiti sestrelite kolosa, ki tehta nekaj sto kilogramov ali celo ton, in takoj izstreli vse vesoljske komunikacije ali izvidnice, in drugo, ko je v orbiti cel roj mikrosatelitov. Onemogočanje enega od njih v tem primeru ne bo motilo delovanja sistema kot celote. V skladu s tem se lahko zmanjšajo zahteve glede zanesljivosti delovanja vsakega satelita. Mladi znanstveniki menijo, da bi morali biti ključni problemi mikrominijaturizacije satelitov vključevanje ustvarjanja novih tehnologij na področju optike, komunikacijskih sistemov, načinov prenosa, sprejemanja in obdelave velikih količin informacij. Govorimo o nanotehnologiji in nanomaterialih, ki lahko za dva reda velikosti zmanjšata težo in dimenzije naprav, izstreljenih v vesolje. Na primer, trdnost nanonikla je 6-krat večja, kar omogoča zmanjšanje mase šobe za 20-30% pri uporabi v raketnih motorjih. Zmanjšanje telesne teže vesoljska tehnologija rešuje številne težave: podaljša obdobje bivanja naprave v vesolju, ji omogoči daljši let in odnese več uporabne opreme za izvajanje raziskav. Hkrati se rešuje problem oskrbe z energijo. Miniaturne naprave bodo kmalu uporabljene za preučevanje številnih pojavov, na primer vpliva sončne svetlobe na procese na Zemlji in v vesolju blizu Zemlje. (Dodatek 11)

Zaključek

Nanotehnologija je simbol prihodnosti, najpomembnejša industrija, brez katere je nadaljnji razvoj civilizacije nepredstavljiv.

Možnosti uporabe nanotehnologije so skoraj neskončne - od mikroskopskih računalnikov, ki ubijajo rakave celice, do avtomobilskih motorjev, ki ne onesnažujejo okolja.

Nanotehnologija je danes v povojih z velikim potencialom.

Velike možnosti prinašajo tudi velike nevarnosti. V zvezi s tem bi moral biti človek izredno previden glede izjemnih možnosti nanotehnologije in svoje raziskave usmeriti v miroljubne namene. V nasprotnem primeru lahko ogrozi svoj obstoj. Še huje je, če te tehnologije padejo v umazane roke. Zgodovina kaže, kako je mogoče uporabiti najboljše znanstvenih dosežkih uničiti drug drugega. Tiste, ki delijo te skrbi, so začeli imenovati "nano-apokaliptični". Nano-apokaliptiki vztrajno govorijo o neizogibnosti vojn, ki jih lahko vodijo sami nanoroboti-razstavljavci, uničujejo vse na svoji poti in se s tem uničenjem množijo. Možno je, da imajo ti nanoroboti svoje interese, ki pa ne bodo imeli nič skupnega z interesi ljudi. Zato so naloge ustvarjanja zaščitnih sredstev za uničenje neupravičenih nanorobotov na način boja proti virusom in bakterijam, ki so v bistvu živi analogi nanorobotov, že resno obravnavane in zastavljene.

Skratka, čaka nas nanosvet, o katerem še vedno vemo zelo malo. Ne vemo skoraj nič. Upajmo pa, da bodo tako znanstveniki kot vlade po vsem svetu našli dovolj moči in sredstev za usmerjanje dosežkov nanotehnologije v dobra dela, ne da bi presegli meje preudarnosti.

Reference

  1. Nanotehnologija v naslednjem desetletju / Ur. M.K. Roco, R.S. Williams, P. Alivisatos. M., 2002.
  2. Golovin Yu.I Uvod v nanotehnologijo. M., 2003.
  3. Dyachkov P.N. Ogljikove nanocevke. Materiali za računalnike XXI stoletja // Narava. 2000. št. 11. P.23-30.
  4. Internetni viri.

http://korrespondent.ru

http://ria.ru/science/20081203/156376525.html#ixzz2orCoTJVk

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki pri svojem študiju in delu uporabljajo bazo znanja, vam bodo zelo hvaležni.

Podobni dokumenti

    Koncept nanotehnologije in njihova področja uporabe: mikroelektronika, energija, gradbeništvo, kemična industrija, Znanstvena raziskava... Značilnosti uporabe nanotehnologije v medicini, parfumeriji ter kozmetični in živilski industriji.

    predstavitev dodana 27.2.2012

    Razvoj nanotehnologije v XXI stoletju. Nanotehnologija v sodobni medicini. Lotosov učinek, primeri uporabe njegove edinstvene lastnosti. Zanimivo za nanotehnologijo, vrste nanoproizvodov. Bistvo nanotehnologije, dosežki v tej veji znanosti.

    povzetek, dodano 11.9.2010

    Koncept nanotehnologije. Nanotehnologija kot znanstveno -tehnično smer... Zgodovina razvoja nanotehnologije. Sedanja stopnja razvoja nanotehnologije. Uporaba nanotehnologije v različnih panogah. Nanoelektronika in nanofotonika. Nanoenergija.

    diplomsko delo, dodano 30.06.2008

    Uporaba nanotehnologije v živilski industriji. Ustvarjanje novih živilskih proizvodov in nadzor nad njihovo varnostjo. Metoda obsežnega frakcioniranja živilskih surovin. Izdelki, ki uporabljajo nanotehnologijo in razvrstitev nanomaterialov.

    predstavitev dodana 12.12.2013

    Materialna podlaga in funkcije tehnične službe, način njenega razvoja. Stanje tehnike Podjetja CU, smeri njihove reforme. Vrste in uporabe nanomaterialov in nanotehnologij pri proizvodnji, obnovi in ​​utrjevanju delov strojev.

    povzetek, dodano 23.10.2011

    Nanotehnologija je visokotehnološka industrija, osredotočena na preučevanje in delo z atomi in molekulami. Zgodovina razvoja nanotehnologije, značilnosti in lastnosti nanostruktur. Uporaba nanotehnologije v avtomobilski industriji: težave in obeti.

    test, dodan 03.03.2011

    Načini delovanja skenirnega tunelskega mikroskopa. Ogljikove nanocevke, supramolekularna kemija. Razvoj kemikov Urala državna univerza na področju nanotehnologije. Testiranje laboratorijske gorivne celice pri srednji temperaturi.

    predstavitev dodana 24.10.2013

    Pojav in razvoj nanotehnologije. splošne značilnosti tehnologije utrjenih materialov (prah, plastična deformacija, kristalizacija iz amorfnega stanja), tehnologije polimernih, poroznih, cevastih in bioloških nanomaterialov.

    Yuri Svidinenko, inženir-fizik

    Nanostrukture bodo nadomestile tradicionalne tranzistorje.

    Kompaktna izobraževalna nanotehnološka instalacija "UMKA" vam omogoča manipulacijo s posameznimi skupinami atomov.

    S pomočjo instalacije "UMKA" je mogoče pregledati površino DVD -ja.

    Za prihodnje nanotehnologije je že izšel učbenik.

    Nanotehnologije, ki so se pojavile v zadnji četrtini dvajsetega stoletja, se hitro razvijajo. Skoraj vsak mesec prihajajo sporočila o novih projektih, ki so se pred letom ali dvema zdeli kot absolutna fantazija. Po definiciji, ki jo je dal pionir te smeri Eric Drexler, je nanotehnologija "pričakovana proizvodna tehnologija, osredotočena na poceni proizvodnjo naprav in snovi z vnaprej določeno atomsko strukturo". To pomeni, da deluje na posamezne atome, da z atomsko natančnostjo pridobi strukture. To je temeljna razlika med nanotehnologijo in sodobnimi "volumetričnimi" tehnologijami v velikem obsegu, ki manipulirajo z makropredmeti.

    Spomnimo bralca, da je nano predpona, ki označuje 10 -9. Osem atomov kisika se lahko nahaja na dolžini enega nanometra.

    Nanoobjekti (na primer kovinski nanodelci) imajo praviloma fizične in Kemijske lastnosti, drugačne od lastnosti večjih predmetov iz istega materiala in od lastnosti posameznih atomov. Na primer, temperatura taljenja 5-10 nm zlatih delcev je za stotine stopinj nižja od temperature taljenja 1 cm 3 kosa zlata.

    Raziskave, ki se izvajajo na področju nanorazsežnosti, ležijo na presečišču znanosti, pogosto raziskave na področju znanosti o materialih vplivajo na področja biotehnologije, fizike trden, elektronika.

    Vodilni znanstvenik na področju nanomedicine Robert Freitas je dejal: "Prihodnje nanomašine morajo biti sestavljene iz milijard atomov, zato bo za njihovo oblikovanje in izdelavo potrebna skupina strokovnjakov. Vsaka zasnova nanorobotov bo zahtevala skupna prizadevanja več raziskovalnih skupin. svet. Nanomedicinski robot prihodnosti, ki ga sestavlja milijon (ali celo več) delovnih delov, bo glede na kompleksnost zasnove tako kompleksen kot letalo. "

    NANOPRODUKTI Okoli NAS

    Nanomir je kompleksen in še vedno razmeroma malo raziskan, pa vendar ni tako daleč od nas, kot se je zdelo pred nekaj leti. Večina nas redno uporablja nekatere ali druge dosežke nanotehnologije, ne da bi se tega sploh zavedala. Na primer, sodobna mikroelektronika ni več mikro, ampak nano: danes izdelani tranzistorji - osnova vseh čipov - ležijo v območju do 90 nm. Nadaljnja miniaturizacija elektronskih komponent na 60, 45 in 30 nm je že načrtovana.

    Poleg tega je Hewlett-Packard nedavno napovedal, da bodo tradicionalne tranzistorje nadomestili nanostrukture. Eden takih elementov so trije vodniki široki nekaj nanometrov: dva sta vzporedna, tretji pa se nahaja pravokotno nanje. Vodniki se ne dotikajo, ampak gredo kot mostovi drug nad drugim. V tem primeru se molekularne verige, ki nastanejo iz materiala nanožic pod vplivom napetosti nanje, spustijo od zgornjih prevodnikov do spodnjih. Vezja, zgrajena s to tehnologijo, so že pokazala sposobnost shranjevanja podatkov in izvajanja logičnih operacij, torej zamenjave tranzistorjev.

    Z nova tehnologija dimenzije delov mikrovezja se bodo bistveno spustile pod raven 10-15 nanometrov, na lestvico, kjer tradicionalni polprevodniški tranzistorji preprosto fizično ne morejo delovati. Verjetno se bodo v prvi polovici naslednjega desetletja pojavila serijska mikrovezja (še vedno tradicionalna, silicijeva), v katera bodo vgrajeni številni nanoelementi, ustvarjeni po novi tehnologiji.

    Podjetje Kodak je leta 2004 izdalo brizgalni papir Ultima. Ima devet plasti. Zgornji sloj je sestavljen iz keramičnih nanodelcev, zaradi katerih je papir debelejši in sijoč. Notranje plasti vsebujejo 10 nm pigmentne nanodelce, ki izboljšajo kakovost tiska. Hitro fiksiranje barve olajšajo polimerni nanodelci, ki so vključeni v premaz.

    Direktor ameriškega inštituta za nanotehnologijo Chad Mirkin meni, da bo "nanotehnologija obnovila vse materiale. Vsi materiali, pridobljeni z molekularno proizvodnjo, bodo novi, saj do zdaj človeštvo ni imelo možnosti za razvoj in proizvodnjo nanostruktur. Zdaj to uporabljamo le v industriji kar nam daje narava. Iz dreves izdelujemo deske, iz prevodne kovinske žice. Nanotehnološki pristop je, da bomo reciklirali skoraj vse Naravni viri v tako imenovane "gradnike", ki bodo osnova prihodnje industrije. "

    Zdaj že vidimo začetek nanorevolucije: to so novi računalniški čipi, nova tkiva, ki ne ostanejo obarvana, in uporaba nanodelcev v medicinski diagnostiki (glej tudi Science and Life, št. №, 2005). Tudi kozmetična industrija se zanima za nanomateriale. Lahko ustvarijo številne nove nestandardne smeri v kozmetiki, ki jih prej ni bilo.

    V nanos merilu ima skoraj vsak material edinstvene lastnosti. Na primer, znano je, da imajo srebrovi ioni antiseptično delovanje. Raztopina srebrnih nanodelcev ima veliko večjo aktivnost. Če s to raztopino obdelate povoj in ga nanesete na gnojno rano, bo vnetje minilo in rana se bo zacelila hitreje kot pri uporabi običajnih antiseptikov.

    Domači koncern "Nanoindustrija" je razvil tehnologijo za proizvodnjo srebrnih nanodelcev, ki so stabilni v raztopinah in v adsorbiranem stanju. Nastala zdravila imajo širok spekter protimikrobnega delovanja. Tako je bilo mogoče ustvariti celo vrsto izdelkov s protimikrobnimi lastnostmi z rahlo spremembo tehnološkega procesa s strani proizvajalcev obstoječih izdelkov.

    Srebrne nanodelce lahko uporabimo za spreminjanje tradicionalnih in ustvarjanje novih materialov, premazov, razkužil in detergentov (vključno z zobnimi in čistilnimi pastami, pralnimi praški, mili), kozmetiko. Premazi in materiali (kompozit, tekstil, barve in laki, ogljik in drugi), modificirani s srebrnimi nanodelci, se lahko uporabljajo kot profilaktična protimikrobna sredstva na mestih, kjer se poveča nevarnost širjenja okužb: v prometu, v podjetjih Catering, v kmetijskih in živinskih objektih, v otroških, športnih, zdravstvenih ustanovah. Srebrne nanodelce lahko uporabimo za čiščenje vode in ubijanje patogenov v filtrih za klimatske naprave, bazenih, tuših in drugih podobnih javnih površinah.

    Podobne izdelke proizvajajo v tujini. Eno podjetje proizvaja premaze iz nanodelcev iz srebra za zdravljenje kroničnega vnetja in odprtih ran.

    Druga vrsta nanomaterialov so ogljikove nanocevke z ogromno močjo (glej Science and Life št. 5, 2002; št. 6, 2003). To so posebne cilindrične polimerne molekule s premerom približno pol nanometra in dolžino do nekaj mikrometrov. Prvič so jih odkrili pred manj kot 10 leti kot stranske produkte sinteze fulerena C 60. Kljub temu se tudi zdaj na osnovi ogljikovih nanocevk ustvarjajo nanosne elektronske naprave. Pričakuje se, da bodo v bližnji prihodnosti zamenjali številne elemente v elektronskih vezjih različnih naprav, vključno s sodobnimi računalniki.

    Vendar se nanocevke ne uporabljajo le v elektroniki. Na trgu že obstajajo teniški loparji, ojačani z ogljikovimi nanocevkami, ki omejujejo zvijanje in zagotavljajo večjo moč udarca. Uporabljajo se tudi v nekaterih delih športnih koles.

    RUSIJA NA TRGU NANOTEHNOLOGIJ

    Domače podjetje "Nanotechnology News Network" je pred kratkim v Rusiji predstavilo še eno novost - samočistilne nanoprevleke. Dovolj je, da steklo avtomobila poškropite s posebno raztopino z nanodelci silicijevega dioksida, umazanija in voda pa se nanj ne bosta držala 50.000 km. Na steklu ostane prozorna ultra tanka plast, na kateri se voda preprosto nima za kaj prijeti in se skupaj z umazanijo kotali. Najprej so se lastniki nebotičnikov začeli zanimati za novost - za umivanje fasad teh stavb je potrebnih veliko denarja. Obstajajo takšni sestavki za premazovanje keramike, kamna, lesa in celo oblačil.

    Povedati je treba, da nekatere ruske organizacije že uspešno delujejo na mednarodnem trgu nanotehnologije.

    Koncern "Nanoindustrija" ima na primer v svoji prtljagi številne nanotehnološke izdelke, ki se uporabljajo na različnih področjih industrije. To so redukcijska sestava "RVS" in nanodelci srebra za biotehnologijo in medicino, industrijska nanotehnološka instalacija "LUCH-1,2" in izobraževalna nanotehnološka instalacija "UMKA".

    Sestava "RVS", ki lahko zaščiti pred obrabo in obnovi praktično vse drgnjene kovinske površine, je pripravljena na osnovi prilagodljivih nanodelcev. To orodje vam omogoča, da ustvarite spremenjeno visokoogljično železo silikatno zaščitno plast debeline 0,1-1,5 mm na območjih intenzivnega trenja kovinskih površin (na primer v parih trenja v motorjih z notranjim zgorevanjem). Če takšno sestavo nalijete v oljno korito, lahko dolgo časa pozabite na težavo obrabe motorja. Med delovanjem se mehanski deli zaradi trenja segrejejo, zaradi tega se kovinski nanodelci oprimejo poškodovanih območij. Prekomerno kopičenje povzroči močnejše segrevanje, nanodelci pa izgubijo sposobnost pritrditve. Tako se v drgnjeni enoti nenehno vzdržuje ravnotežje in deli se praktično ne obrabijo.

    Posebno zanimiv je kompleks nanotehnološke opreme "UMKA", ki je namenjen predstavitvi, raziskavam in laboratorijsko delo na atomsko-molekularni ravni na področju fizike, kemije, biologije, medicine, genetike in drugih temeljnih in uporabnih znanosti. Na primer, pred kratkim je posnel sliko površine DVD -ja z ločljivostjo 0,3 mikrona in to ni meja. Edinstvena tehnologija delovanja pri pikoamperskih tokovih omogoča skeniranje tudi šibko prevodnih bioloških vzorcev brez predhodnega odlaganja kovin (običajno je potrebno zgornji sloj vzorec je bil prevoden). "UMKA" ima visoko temperaturno stabilnost, ki omogoča dolgotrajne manipulacije s posameznimi skupinami atomov, in visoko hitrost skeniranja, kar omogoča opazovanje hitrih procesov.

    Glavno področje uporabe kompleksa UMKA je poučevanje sodobnih praktičnih metod dela z nanorazsežnimi strukturami. Kompleks UMKA vključuje: tunelski mikroskop, sistem za zaščito pred vibracijami, niz preskusnih vzorcev, komplete potrošnega materiala in orodja. Naprave se prilegajo majhnemu ohišju, delujejo v sobnih pogojih in stanejo manj kot 8 tisoč dolarjev. Poskuse je mogoče nadzorovati iz navadnega osebnega računalnika.

    Januarja 2005 je bila odprta prva ruska spletna trgovina, ki prodaja nanotehnološke izdelke. Stalni naslov trgovine na internetu je www.nanobot.ru

    VARNOSTNA VPRAŠANJA

    Nedavno je bilo ugotovljeno, da lahko sferične molekule C 60, imenovane fulereni, povzročijo resne bolezni in škodo okolja... Strupenost vodotopnih fulerenov pri izpostavljenosti človeškim celicam dveh različni tipi so ustanovili raziskovalci z univerze Rice in Georgia (ZDA).

    Profesorica kemije Vicki Colvin z univerze Rice in njegovi sodelavci so ugotovili, da se pri raztapljanju fulerenov v vodi tvorijo koloidi C 60, ki ob izpostavljenosti celicam človeške kože in celicam jetrnega karcinoma povzročijo njihovo smrt. Hkrati je bila koncentracija fulerenov v vodi zelo nizka: ~ 20 C 60 molekul na 1 milijardo molekul vode. Hkrati so raziskovalci pokazali, da je strupenost molekul odvisna od spremembe njihove površine.

    Kot kažejo raziskovalci, je toksičnost preprostih fulerenov C 60 posledica dejstva, da njihova površina lahko proizvaja superoksidne anione. Ti radikali poškodujejo celične membrane in povzročijo celično smrt.

    Colvin in njegovi sodelavci so izjavili, da je tako negativno lastnost fulerenov mogoče uporabiti v korist - za zdravljenje rakavih tumorjev. Samo podrobno je treba pojasniti mehanizem nastajanja kisikovih radikalov. Očitno bo mogoče na osnovi fulerenov ustvariti ultra učinkovita antibakterijska zdravila.

    Hkrati se zdi nevarnost uporabe fulerenov v potrošniških izdelkih povsem resnična za znanstvenike.

    To je verjetno razlog, zakaj je ameriška uprava za hrano in zdravila (FDA) nedavno objavila potrebo po licenciranju in urejanju široke palete izdelkov (hrana, kozmetika, zdravila, oprema in veterinarska medicina), izdelanih z nanotehnologijo in uporabo nanomaterialov in nanostruktur.

    NANOTEHNOLOGIJE potrebujejo podporo vlade

    Na žalost v Rusiji državni program o razvoju nanotehnologije, še vedno ni. (Leta 2005 je ameriški program nanotehnologije, mimogrede, dopolnil pet let.) Brez dvoma bi obstoj centraliziranega vladnega programa za razvoj nanotehnologije v veliko pomoč pri praktični izvedbi rezultatov raziskav. Na žalost iz tujih virov izvemo, da je v državi uspešen razvoj na področju nanotehnologije. Na primer, poleti je ameriški inštitut za standarde napovedal ustvarjanje najmanjše atomske ure na svetu. Kot se je izkazalo, je pri njihovem ustvarjanju delala tudi ruska ekipa.

    V Rusiji ni državnega programa, vendar obstajajo raziskovalci in navdušenci: v zadnjem letu Mladina znanstveno društvo(MNO) je združilo več kot 500 mladih znanstvenikov, podiplomskih študentov in študentov, ki razmišljajo o prihodnosti svoje države. Za podrobno študijo problemov nanotehnologije je bilo februarja 2004 na podlagi MNO ustanovljeno analitično podjetje "Nanotechnology News Network (NNN)", ki spremlja na stotine odprtih svetovnih virov na tem področju in jih je zdaj obdelalo 4500 informativnih sporočil tujih in ruskih medijev, članki, sporočila za javnost in komentarji strokovnjakov. Ustvarjeni sta bili spletni strani www.mno.ru in www.nanonewsnet.ru, ki ju je pregledalo več kot 170.000 državljanov Rusije in CIS.

    TEKMOVANJE MLADIH PROJEKTOV

    Aprila 2004 je skupaj s koncernom Nanoindustrija ob podpori Uniastrum Bank uspešno potekal prvi vseslovenski natečaj mladinskih projektov o ustvarjanju domače molekularne nanotehnologije, ki je vzbudil veliko zanimanje ruskih znanstvenikov.

    Zmagovalci tekmovanja so predstavili izjemen razvoj: prvo mesto je prejela ekipa mladih znanstvenikov iz N.N. D. I. Mendeleev pod vodstvom kandidata kemijske vede Galina Popova, ki je ustvarila biomimetične (biomimetične - imitacija struktur, ki obstajajo v naravi) materiale za optične nanosenzorje, molekularno elektroniko in biomedicino. Drugo mesto je zasedel podiplomski študent države Taškent pedagoška univerza njim. Nizami Marina Fomina, ki je razvila sistem ciljne dostave zdravil v obolela tkiva, in tretji - šolar iz Tomska Aleksej Khasanov, avtor tehnologije za ustvarjanje nanokeramičnih materialov z edinstvenimi lastnostmi. Zmagovalci so prejeli dragocene nagrade.

    S podporo banke je bil razvit in pripravljen za objavo poljudnoznanstveni učbenik »Nanotehnologija za vse«, ki je zaslužil visoko oceno vodilnih znanstvenikov.

    Družba NNN, ki je v enem letu postala vodilna analitična agencija na področju nanotehnologije, je napovedala začetek Druge Vseslovensko tekmovanje mladinski projekti, katerih generalni pokrovitelj je bila spet »Uniastrum Bank«, zadovoljni z rezultati prvega natečaja. Poleg tega je bil tokrat sponzor Powercom, mednarodni proizvajalec neprekinjenih napajalnikov. Revija "Znanost in življenje" aktivno sodeluje pri pripravi in ​​poročanju o natečaju.

    Cilj natečaja je pritegniti nadarjeno mladino k razvoju nanotehnologije v svoji državi in ​​ne v tujini.

    Zmagovalec natečaja bo prejel laboratorij nanotehnologije UMKA. Podprvani in tretjeuvrščeni bodo nagrajeni z najsodobnejšimi prenosnimi računalniki; najboljši udeleženci bodo prejeli brezplačno naročnino na revijo Science and Life. Nagrade vključujejo komplete za popravilo in obnovo vozil na osnovi nanodelcev, naročnino na revijo "Universum" in mesečni CD "Svet nanotehnologije".

    Fokus projektov je izredno raznolik: od obetavnih nanomaterialov za avtomobilsko industrijo in letalstvo do vsadkov in nevrotehnoloških vmesnikov. Podrobna gradiva o natečaju so na voljo na spletni strani www.nanonewsnet.ru.

    Decembra 2004 je bila v mestu Fryazino (moskovska regija) prva konferenca, posvečena industrijski uporabi nanotehnologije, na kateri so znanstveniki predstavili na desetine razvoja, pripravljenih za uporabo v proizvodnji. Med njimi so novi materiali na osnovi nanocevk, ultra močni premazi, spojine proti trenju, prevodni polimeri za fleksibilno elektroniko, superkondenzatorji itd.

    Nanotehnologija v Rusiji dobiva vse večji zagon. Če pa raziskave ne koordinira država ali obsežen zvezni program, bo v boljša stran najverjetneje se ne bo nič spremenilo. Za prihodnje nanotehnologije je že izšel učbenik.

    NANOTEHNOLOGIJE V NAŠEM ŽIVLJENJU

    Museridze K., Adjavi E., Musina K., Simonyan R. Ya.

    GBOU SOSH № 1005 " Škrlatna jadra", Moskva, Rusija

    Pomembnost te teme je posledica "uvedbe" nanotehnologije v naše življenje, saj dandanes nobena znanost ne more brez nanotehnologije. Trenutno se znanost o nanotehnologiji dinamično razvija in pridobiva zagon. Metode za proučevanje in nadzor snovi na molekularni ravni za proizvodnjo materialov se izboljšujejo, naprave in sistemi imajo nove tehnične, funkcionalne in potrošniške lastnosti. Nanotehnologija je vstopila v vsakdanje življenje. Elektronika, medicina, kozmetologija, gradbeništvo - to še zdaleč ni popoln seznam uporabe teh tehnologij na ravni laikov. In ni take osebe, ki o njih ne bi slišala niti z robom ušesa, a ali vsi vedo, kaj so?

    Nanotehnologija je področje temeljne in uporabne znanosti in tehnologije, ki se ukvarja z nizom teoretičnih utemeljitev, praktičnimi metodami raziskovanja, analize in sinteze ter metodami proizvodnje in uporabe izdelkov z določeno atomsko strukturo z nadzorovano manipulacijo posameznih atomov. in molekule.

    Namen naše študije je identificirati najnaprednejša področja uporabe nanotehnologije, prikazati pomen nanotehnologije v človeškem življenju in o njih povedati v preprostem in razumljivem jeziku za vsakogar, popularizirati dosežke ruskih znanstvenikov na tem področju. območje.

    Najprej bomo govorili o uporabi nanotehnologije v medicini. Nanomedicina je eno od aktivno razvijajočih se znanstvenih področij znanosti in vključuje sledenje, korekcijo, genetsko korekcijo in nadzor bioloških sistemov človeškega telesa na molekularni ravni z uporabo nanodeparatur, nanostruktur in Informacijska tehnologija.

    Nanoelektronika je področje znanosti in tehnologije, ki vključuje niz sredstev, metod in metod človekove dejavnosti, namenjenih teoretičnim in praktičnim raziskavam, modeliranju itd. ...

    V tekstilu nanotehnologija pomaga oblačilom pridobiti vodoodpornost, odpornost proti umazaniji, toplotno prevodnost itd. Nanomateriali lahko na primer vsebujejo nanodelce in nanovlakna z drugimi dodatki, ki pomagajo zagotoviti vse te lastnosti vaši majici.

    "Funkcionalna" hrana so naravne mesne beljakovine in peptidi, ki so pravzaprav najbolj značilen primer visokotehnološke hrane nove generacije.

      Nanotehnologija. - Url :

      Semyachkina, Yu. A., Klochkov A. Ya. Sodobna nanotehnologija: prehrambena industrija[Besedilo] // Tehnična znanost: Tradicija in inovacije: Materiali pripravnika. znanstveni. conf. (Čeljabinsk, januar 2012). - Čeljabinsk: Dva Komsomoleta, 2012.- S. 166-167.

      Funkcionalna hrana je večnamenska hrana // Čas novic o hrani [elektronski vir] Način dostopa: