Proyekto ng Nanotechnology sa ating buhay. Nanotechnology sa ating buhay Mga halimbawa ng paggamit ng nanotechnology sa modernong buhay
NANOTECHNOLOGIES SA ATING BUHAY
Museridze K., Ajavi E., Musina K., Simonyan R. Ya.
GBOU secondary school No. 1005 "Scarlet sails", Moscow, Russia
Ang kaugnayan ng paksang ito ay sanhi ng "pagpapakilala" ng mga nanotechnologies sa ating buhay, dahil sa ngayon ay walang magagawa ang agham nang walang nanotechnologies. Sa kasalukuyan, ang agham ng nanotechnology ay dynamic na umuunlad, nakakakuha ng momentum. Ang mga pamamaraan para sa pag-aaral at pagkontrol ng bagay sa antas ng molekular para sa paggawa ng mga materyales ay pinapabuti, ang mga device at system ay may mga bagong teknikal, functional at consumer properties. Ang nanotechnology ay pumasok sa pang-araw-araw na buhay. Electronics, gamot, cosmetology, konstruksiyon - hindi nangangahulugang kumpletong listahan ng paggamit ng mga teknolohiyang ito sa antas ng karaniwang tao. At walang ganoong tao na hindi makakarinig tungkol sa kanila kahit sa gilid ng kanyang tainga, ngunit alam ba ng lahat ng tao kung ano sila?
Ang Nanotechnology ay isang larangan ng pundamental at inilapat na agham at teknolohiya na tumatalakay sa isang set ng theoretical na pagbibigay-katwiran, mga praktikal na pamamaraan ng pananaliksik, pagsusuri at synthesis, pati na rin ang mga pamamaraan para sa paggawa at paggamit ng mga produkto na may ibinigay na atomic na istraktura sa pamamagitan ng kontroladong pagmamanipula ng indibidwal. mga atomo at molekula.
Ang layunin ng aming pag-aaral ay kilalanin ang mga pinaka-advanced na lugar sa aplikasyon ng nanotechnologies, ipakita ang kahalagahan ng nanotechnologies sa buhay ng tao at pag-usapan ang mga ito sa isang simple at naiintindihan na wika para sa lahat, at gawing popular ang mga nagawa ng mga siyentipikong Ruso sa larangang ito.
Una, pag-uusapan natin ang tungkol sa aplikasyon ng nanotechnology sa medisina. Ang Nanomedicine ay isa sa mabilis na umuunlad na siyentipikong mga lugar ng agham at nagsasangkot ng pagsubaybay, pagwawasto, pagwawasto ng genetic at kontrol ng mga biological system ng katawan ng tao sa antas ng molekular, gamit ang mga nanodevice, nanostructure at teknolohiya ng impormasyon.
Ang Nanoelectronics ay isang larangan ng agham at teknolohiya, na kinabibilangan ng isang hanay ng mga paraan, pamamaraan at pamamaraan ng aktibidad ng tao na naglalayong teoretikal at praktikal na pananaliksik, pagmomolde, atbp. .
Sa mga tela, tinutulungan ng nanotechnology ang mga damit na maging hindi tinatablan ng tubig, panlaban sa dumi, thermally conductive, at iba pa. Halimbawa, ang mga nanomaterial ay maaaring binubuo ng mga nanoparticle at nanofiber na may iba pang mga additives upang makatulong na maibigay ang lahat ng mga katangiang ito sa iyong T-shirt.
Ang mga "functional" na pagkain ay mga natural na protina ng karne at peptides, na, sa katunayan, ang pinakakaraniwang halimbawa ng isang bagong henerasyon ng high-tech na pagkain.
Nanotechnology. - URL :
Semyachkina, Yu. A., Klochkov A. Ya. Mga modernong nanotechnologies: industriya ng pagkain [Text] // Teknikal na agham: tradisyon at pagbabago: mga materyales ng Intern. siyentipiko conf. (Chelyabinsk, Enero 2012). - Chelyabinsk: Dalawang miyembro ng Komsomol, 2012. - S. 166-167.
Ang mga functional na pagkain ay multifunctional na pagkain // Food News Time [Electronic resource] Access mode:
Y. SVIDINENKO, engineer-physicist
Papalitan ng mga nanostructure ang mga tradisyunal na transistor.
Ang compact na pang-edukasyon na nanotechnological setup na "UMKA" ay nagbibigay-daan sa mga manipulasyon sa mga indibidwal na grupo ng mga atom.
Sa tulong ng pag-install ng "UMKA", posibleng suriin ang ibabaw ng DVD.
Ang isang aklat-aralin ay inilabas na para sa mga nanotechnologist sa hinaharap.
Ang mga nanotechnologies na lumitaw sa huling quarter ng ika-20 siglo ay mabilis na umuunlad. Halos bawat buwan ay may mga ulat ng mga bagong proyekto na tila isang ganap na pantasya isang taon o dalawang taon na ang nakakaraan. Sa pamamagitan ng kahulugan, na ibinigay ng pioneer ng direksyong ito, si Eric Drexler, ang nanotechnology ay "isang inaasahang teknolohiya ng produksyon na nakatuon sa murang produksyon ng mga device at substance na may paunang natukoy na atomic structure." Nangangahulugan ito na ito ay nagpapatakbo sa mga indibidwal na atomo upang makakuha ng mga istruktura na may katumpakan ng atom. Ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga nanotechnologies at modernong "bulk" na teknolohiya na nagmamanipula ng mga macro object.
Ipinapaalala namin sa mambabasa na ang nano ay isang prefix na nagsasaad ng 10 -9. Ang walong oxygen atoms ay maaaring isaayos sa isang nanometer na haba na segment.
Ang mga nanoobject (hal., metal nanoparticle) ay karaniwang may pisikal at kemikal na mga katangian na iba sa mga mas malalaking bagay ng parehong materyal at mula sa mga katangian ng mga indibidwal na atom. Sabihin nating ang punto ng pagkatunaw ng mga particle ng ginto na may sukat na 5-10 nm ay daan-daang degree na mas mababa kaysa sa punto ng pagkatunaw ng isang piraso ng ginto na may dami na 1 cm 3 .
Ang pananaliksik na isinagawa sa hanay ng nanoscale ay namamalagi sa intersection ng mga agham, madalas na ang pananaliksik sa larangan ng mga materyales na agham ay nakakaapekto sa mga larangan ng biotechnology, solid state physics, at electronics.
Ang nangungunang espesyalista sa mundo sa larangan ng nanomedicine na si Robert Freitas ay nagsabi: "Ang mga nanomachines sa hinaharap ay dapat na binubuo ng bilyun-bilyong mga atom, kaya ang kanilang disenyo at konstruksyon ay mangangailangan ng pagsisikap ng isang pangkat ng mga espesyalista. Ang bawat disenyo ng isang nanorobot ay mangangailangan ng pinagsamang pagsisikap ng ilang mga pangkat ng pananaliksik. Ang disenyo at konstruksyon ng Boeing 777 na sasakyang panghimpapawid ay nagsasangkot ng maraming koponan sa buong mundo. Ang nanomedical robot ng hinaharap, na binubuo ng isang milyon (o higit pa) na gumaganang bahagi, ay magiging kasing kumplikado ng isang eroplano sa mga tuntunin ng pagiging kumplikado ng disenyo ."
MGA NANOPRODUCTS SA PALIGID NATIN
Ang nanoworld ay masalimuot at medyo maliit pa rin ang pinag-aralan, ngunit hindi gaanong malayo sa amin gaya ng tila ilang taon na ang nakalipas. Karamihan sa atin ay gumagamit ng ilang anyo ng nanotechnology sa isang regular na batayan nang hindi man lang napagtatanto ito. Halimbawa, ang modernong microelectronics ay hindi na micro, ngunit nano: ang mga transistor na ginawa ngayon - ang batayan ng lahat ng mga chips - ay nasa hanay na hanggang 90 nm. At ang karagdagang miniaturization ng mga elektronikong sangkap sa 60, 45 at 30 nm ay pinlano na.
Bukod dito, bilang mga kinatawan ng kumpanya ng Hewlett-Packard kamakailan inihayag, ang mga transistor na ginawa gamit ang tradisyonal na teknolohiya ay papalitan ng mga nanostructure. Ang isang naturang elemento ay tatlong konduktor na ilang nanometer ang lapad: dalawa sa kanila ay parallel, at ang pangatlo ay matatagpuan sa tamang mga anggulo sa kanila. Ang mga konduktor ay hindi hawakan, ngunit dumadaan tulad ng mga tulay, isa sa isa. Kasabay nito, ang mga molecular chain na nabuo mula sa materyal ng mga nanowires sa ilalim ng impluwensya ng boltahe na inilapat sa kanila ay bumaba mula sa itaas na mga konduktor hanggang sa mas mababang mga. Ang mga circuit na binuo gamit ang teknolohiyang ito ay nagpakita na ng kakayahang mag-imbak ng data at magsagawa ng mga lohikal na operasyon, iyon ay, upang palitan ang mga transistor.
Gamit ang bagong teknolohiya, ang laki ng mga bahagi ng microcircuit ay bababa nang malaki sa ibaba ng bar na 10-15 nanometer, sa isang sukat kung saan ang mga tradisyunal na semiconductor transistors ay hindi maaaring pisikal na gumana. Marahil, na sa unang kalahati ng susunod na dekada, ang mga serial microcircuits (tradisyonal pa rin, silikon) ay lilitaw, kung saan ang isang tiyak na bilang ng mga nanoelement na nilikha gamit ang bagong teknolohiya ay itatayo.
Inilunsad ng Kodak ang Ultima inkjet paper noong 2004. Mayroon itong siyam na layer. Ang tuktok na layer ay binubuo ng mga ceramic nanoparticle, na ginagawang mas makapal at makintab ang papel. Ang mga panloob na layer ay naglalaman ng mga pigment nanoparticle na may sukat na 10 nm, na nagpapabuti sa kalidad ng pag-print. At ang mga polymer nanoparticle na kasama sa komposisyon ng patong ay nag-aambag sa mabilis na pag-aayos ng pintura.
Ang Direktor ng US Institute of Nanotechnology na si Chad Mirkin ay naniniwala na "ang nanotechnology ay muling itatayo ang lahat ng mga materyales. na "Ano ang ibinibigay sa atin ng kalikasan. Mula sa mga puno ay gumagawa tayo ng mga tabla, mula sa conductive metal - wire. Ang pamamaraang nanotechnological ay ipoproseso natin ang halos anumang likas na yaman sa tinatawag na "mga bloke ng gusali" na magiging batayan ng hinaharap na industriya."
Ngayon ay nakikita na natin ang simula ng isang nanorevolution: ito ay mga bagong computer chips, at mga bagong tela na hindi nag-iiwan ng mga mantsa, at ang paggamit ng mga nanoparticle sa mga medikal na diagnostic (tingnan din ang "Science and Life" No. ,, 2005). Maging ang industriya ng kosmetiko ay interesado sa mga nanomaterial. Maaari silang lumikha ng maraming bagong di-karaniwang direksyon sa mga pampaganda na hindi pa umiiral noon.
Sa hanay ng nanoscale, halos anumang materyal ay nagpapakita ng mga natatanging katangian. Halimbawa, ang mga silver ions ay kilala na may aktibidad na antiseptiko. Ang isang solusyon ng silver nanoparticle ay may mas mataas na aktibidad. Kung tinatrato mo ang isang bendahe gamit ang solusyon na ito at ilapat ito sa isang purulent na sugat, ang pamamaga ay mawawala at ang sugat ay gagaling nang mas mabilis kaysa sa maginoo na antiseptics.
Ang domestic concern na "Nanoindustry" ay nakabuo ng isang teknolohiya para sa produksyon ng mga silver nanoparticle na matatag sa mga solusyon at sa adsorbed na estado. Ang mga nagresultang gamot ay may malawak na spectrum ng aktibidad na antimicrobial. Kaya, naging posible na lumikha ng isang buong hanay ng mga produkto na may mga katangian ng antimicrobial na may kaunting pagbabago sa proseso ng teknolohikal ng mga tagagawa ng mga umiiral na produkto.
Maaaring gamitin ang mga silver nanoparticle upang baguhin ang tradisyonal at lumikha ng mga bagong materyales, coatings, disinfectant at detergent (kabilang ang mga pasta sa ngipin at panlinis, mga pulbos sa paghuhugas, sabon), at mga pampaganda. Ang mga coatings at materyales (composite, textile, lacquer, carbon, at iba pa) na binago ng silver nanoparticle ay maaaring gamitin bilang preventive antimicrobial protective equipment sa mga lugar kung saan tumataas ang panganib ng pagkalat ng mga impeksiyon: sa transportasyon, sa mga catering establishment, sa mga gusali ng agrikultura at hayop , sa mga bata, palakasan, institusyong medikal. Maaaring gamitin ang mga silver nanoparticle upang linisin ang tubig at patayin ang mga pathogen sa mga filter ng air conditioning, swimming pool, shower at iba pang katulad na pampublikong lugar.
Ang mga katulad na produkto ay ginawa din sa ibang bansa. Ang isang kumpanya ay gumagawa ng mga coatings na may mga silver nanoparticle para sa paggamot ng talamak na pamamaga at bukas na mga sugat.
Ang isa pang uri ng nanomaterial ay ang carbon nanotubes na may napakalaking lakas (tingnan ang "Science and Life" No. 5, 2002; No. 6, 2003). Ang mga ito ay kakaibang cylindrical polymer molecule na may diameter na humigit-kumulang kalahating nanometer at may haba na hanggang ilang micrometers. Ang mga ito ay unang natuklasan wala pang 10 taon ang nakalipas bilang mga by-product ng C 60 fullerene synthesis. Gayunpaman, ang laki ng nanometer na mga elektronikong aparato ay nilikha na batay sa carbon nanotubes. Inaasahan na sa nakikinita na hinaharap ay papalitan nila ang maraming elemento sa mga electronic circuit ng iba't ibang mga aparato, kabilang ang mga modernong computer.
Gayunpaman, ang mga nanotubes ay ginagamit hindi lamang sa electronics. Mayroon nang komersyal na magagamit na mga raket ng tennis na pinalakas ng carbon nanotube upang limitahan ang pag-twist at magbigay ng higit na lakas ng pagsuntok. Ginagamit din ang mga ito sa ilang bahagi ng mga sports bike.
RUSSIA SA PAMILIHAN NG NANOTECHNOLOGIES
Ang domestic na kumpanya na "Nanotechnology News Network" ay kamakailan-lamang ay nagpakilala ng isa pang bagong bagay sa Russia - self-cleaning nanocoatings. Ito ay sapat na upang i-spray ang salamin ng kotse na may isang espesyal na solusyon na may silikon dioxide nanoparticle, at ang dumi at tubig ay hindi dumikit dito sa loob ng 50,000 km. Ang isang transparent na ultra-manipis na layer ay nananatili sa salamin, kung saan ang tubig ay walang mahuli, at ito ay gumulong kasama ng dumi. Una sa lahat, ang mga may-ari ng mga skyscraper ay naging interesado sa bago - maraming pera ang ginugol sa paghuhugas ng mga facade ng mga gusaling ito. Mayroong mga naturang komposisyon para sa patong ng mga keramika, bato, kahoy at kahit na damit.
Dapat sabihin na ang ilang mga organisasyong Ruso ay matagumpay na nagpapatakbo sa internasyonal na merkado ng nanotechnology.
Ang pag-aalala sa "Nanoindustry", halimbawa, ay may ilang mga produktong nanotechnological na naaangkop sa iba't ibang industriya. Ang mga ito ay ang pagbabawas ng komposisyon na "RVS" at mga silver nanoparticle para sa biotechnology at gamot, ang pang-industriyang nanotechnological installation "LUCH-1,2" at ang pang-edukasyon na nanotechnological installation na "UMKA".
Ang komposisyon ng RVS, na maaaring maprotektahan laban sa pagkasira at pagpapanumbalik ng halos anumang rubbing metal surface, ay inihanda batay sa adaptive nanoparticle. Pinapayagan ka ng tool na ito na lumikha ng isang binagong high-carbon iron silicate protective layer na may kapal na 0.1-1.5 mm sa mga lugar na may matinding friction ng mga ibabaw ng metal (halimbawa, sa mga pares ng friction sa mga internal combustion engine). Sa pamamagitan ng pagbuhos ng naturang komposisyon sa crankcase para sa langis, maaari mong kalimutan ang tungkol sa problema ng pagsusuot ng engine sa loob ng mahabang panahon. Sa panahon ng operasyon, ang mga mekanikal na bahagi ay pinainit sa pamamagitan ng alitan, ang pag-init na ito ay nagiging sanhi ng metal nanoparticle na sumunod sa mga nasirang lugar. Ang labis na paglaki ay nagdudulot ng mas matinding pag-init, at ang mga nanoparticle ay nawawalan ng kakayahang mag-attach. Kaya, ang equilibrium ay patuloy na pinananatili sa friction unit, at ang mga bahagi ay halos hindi napuputol.
Ang partikular na interes ay ang UMKA complex ng nanotechnological equipment, na nilayon para sa demonstrasyon, pananaliksik, at gawaing laboratoryo sa atomic-molecular level sa larangan ng physics, chemistry, biology, medicine, genetics, at iba pang pundamental at inilapat na agham. Halimbawa, ang isang DVD surface image na may resolution na 0.3 microns ay nakuha kamakailan dito, at hindi ito ang limitasyon. Ang natatanging teknolohiya ng kasalukuyang picoampere ay nagbibigay-daan sa pag-scan kahit na mahina ang conductive biological sample na walang paunang metal deposition (karaniwan ay kinakailangan na ang tuktok na layer ng sample ay conductive). Ang "UMKA" ay may mataas na katatagan ng temperatura, na ginagawang posible na magsagawa ng mga pangmatagalang manipulasyon sa mga indibidwal na grupo ng mga atomo, at isang mataas na bilis ng pag-scan, na ginagawang posible na obserbahan ang mga mabilis na proseso.
Ang pangunahing larangan ng aplikasyon ng UMKA complex ay pagsasanay sa mga modernong praktikal na pamamaraan ng pagtatrabaho sa mga istruktura ng nanoscale. Kasama sa UMKA complex ang: isang tunnel microscope, isang vibration protection system, isang set ng mga sample ng pagsubok, mga set ng consumable at mga tool. Ang mga aparato ay magkasya sa isang maliit na kaso, gumagana sa mga kondisyon ng silid at nagkakahalaga ng mas mababa sa 8 libong dolyar. Maaaring kontrolin ang mga eksperimento mula sa isang regular na personal na computer.
Noong Enero 2005, binuksan ang unang online na tindahan ng Russia na nagbebenta ng mga produktong nanotechnology. Ang permanenteng address ng tindahan sa Internet ay www.nanobot.ru
MGA ISYU SA SEGURIDAD
Napag-alaman kamakailan na ang mga spherical C 60 molecule na tinatawag na fullerenes ay maaaring magdulot ng malubhang sakit at makapinsala sa kapaligiran. Ang toxicity ng water-soluble fullerenes kapag nalantad sa mga selula ng tao ng dalawang magkaibang uri ay itinatag ng mga mananaliksik mula sa Unibersidad ng Rice at Georgia (USA).
Natuklasan ng propesor ng Chemistry na si Vicki Colvin mula sa Rice University at ng kanyang mga kasamahan na kapag natunaw ang fullerenes sa tubig, nabubuo ang C 60 colloids, na, kapag nalantad sa mga selula ng balat ng tao at mga selula ng carcinoma sa atay, ay nagiging sanhi ng kanilang pagkamatay. Sa kasong ito, ang konsentrasyon ng fullerenes sa tubig ay napakababa: ~20 C 60 molekula bawat 1 bilyong molekula ng tubig. Kasabay nito, ipinakita ng mga mananaliksik na ang toxicity ng mga molekula ay nakasalalay sa pagbabago ng kanilang ibabaw.
Iminumungkahi ng mga mananaliksik na ang toxicity ng simpleng C 60 fullerenes ay dahil sa ang katunayan na ang kanilang ibabaw ay may kakayahang gumawa ng mga superoxide anion. Ang mga radikal na ito ay sumisira sa mga lamad ng cell at humantong sa pagkamatay ng cell.
Sinabi ni Colvin at ng kanyang mga kasamahan na ang ganitong negatibong pag-aari ng fullerenes ay maaaring gamitin para sa kabutihan - para sa paggamot ng mga cancerous na tumor. Kinakailangan lamang na ipaliwanag nang detalyado ang mekanismo ng pagbuo ng mga radical ng oxygen. Malinaw, sa batayan ng mga fullerenes posible na lumikha ng sobrang epektibong mga antibacterial na gamot.
Kasabay nito, ang panganib ng paggamit ng fullerenes sa mga produkto ng consumer ay tila totoo sa mga siyentipiko.
Tila, ito ang dahilan kung bakit inihayag kamakailan ng US Food and Drug Safety Commission (FDA) ang pangangailangang maglisensya at mag-regulate ng malawak na hanay ng mga produkto (pagkain, kosmetiko, gamot, apparatus at beterinaryo na gamot) na ginawa gamit ang nanotechnology at paggamit ng mga nanomaterial at nanostructure.
KAILANGAN NG MGA NANOTECHNOLOGIES ANG SUPORTA NG ESTADO
Sa kasamaang palad, sa Russia ay wala pa ring programa ng estado para sa pagpapaunlad ng nanotechnologies. (Noong 2005, ang programa ng nanotechnology ng US, sa pamamagitan ng paraan, ay naging limang taong gulang.) Walang alinlangan, ang pagkakaroon ng isang sentralisadong programa ng estado para sa pagpapaunlad ng nanotechnology ay lubos na makakatulong sa praktikal na pagpapatupad ng mga resulta ng pananaliksik. Sa kasamaang palad, nalaman namin na may mga matagumpay na pag-unlad sa larangan ng nanotechnologies sa bansa mula sa mga dayuhang mapagkukunan. Halimbawa, sa tag-araw, inihayag ng US Standards Institute ang paglikha ng pinakamaliit na atomic clock sa mundo. Tulad ng nangyari, ang koponan ng Russia ay nagtrabaho din sa kanilang paglikha.
Walang programa ng estado sa Russia, ngunit may mga mananaliksik at mahilig: sa nakalipas na taon, ang Youth Scientific Society (YNS) ay nagsama-sama ng higit sa 500 mga batang siyentipiko, nagtapos na mga estudyante at mga mag-aaral na nag-iisip tungkol sa kinabukasan ng kanilang bansa. Para sa isang detalyadong pag-aaral ng mga problema ng nanotechnology, noong Pebrero 2004, batay sa INR, isang analytical na kumpanya na "Nanotechnology News Network (NNN)" ang nilikha, na sinusubaybayan ang daan-daang bukas na mapagkukunan ng mundo sa lugar na ito at naproseso ang higit sa 4,500 mga mensahe ng impormasyon mula sa dayuhang at Russian media, mga artikulo, press release, at mga komento ng eksperto. Ang mga website na www.mno.ru at www.nanonewsnet.ru ay nilikha, kung saan higit sa 170,000 mamamayan ng Russia at CIS ang nakilala.
KOMPETISYON NG MGA PROYEKTO NG KABATAAN
Noong Abril 2004, kasama ang pag-aalala na "Nanoindustry" na may suporta ng "Uniastrum Bank", ang unang All-Russian na kumpetisyon ng mga proyekto ng kabataan sa paglikha ng domestic molekular nanotechnology ay matagumpay na ginanap, na pumukaw ng matalas na interes ng mga siyentipikong Ruso.
Ang mga nanalo sa kumpetisyon ay nagpakita ng mga natitirang pag-unlad: ang unang lugar ay iginawad sa isang pangkat ng mga batang siyentipiko mula sa Russian Chemical Technical University na pinangalanan. D. I. Mendeleev sa ilalim ng patnubay ng Kandidato ng Chemical Sciences na si Galina Popova, na lumikha ng biomimetic (biomimetic - imitasyon ng mga istruktura na umiiral sa kalikasan) na mga materyales para sa optical nanosensors, molecular electronics at biomedicine. Ang pangalawang lugar ay kinuha ng isang post-graduate na mag-aaral ng Tashkent State Pedagogical University. Nizami Marina Fomina, na bumuo ng isang sistema para sa naka-target na paghahatid ng mga gamot sa mga may sakit na tisyu, at ang pangatlo - si Alexei Khasanov, isang schoolboy mula sa Tomsk, ang may-akda ng teknolohiya para sa paglikha ng mga nanoceramic na materyales na may mga natatanging katangian. Ang mga nagwagi ay tumanggap ng mahahalagang papremyo.
Sa suporta ng bangko, isang sikat na aklat-aralin sa agham na "Nanotechnologies for All" ang binuo at inihahanda para sa paglalathala. Ito ay nakakuha ng mataas na pagtatasa ng mga nangungunang siyentipiko.
Noong Disyembre 2004, ang NNN, na naging nangungunang analytical agency sa larangan ng nanotechnology, ay inihayag ang pagsisimula ng Second All-Russian Competition for Youth Projects noong Disyembre 2004, ang pangkalahatang sponsor na muli ay Uniastrum Bank, nasiyahan sa mga resulta ng ang unang kompetisyon. Bilang karagdagan, ang Powercom, isang pandaigdigang tagagawa ng mga walang patid na suplay ng kuryente, ay naging sponsor din sa pagkakataong ito. Ang journal na "Science and Life" ay aktibong bahagi sa paghahanda at coverage ng paligsahan.
Ang layunin ng kompetisyon ay upang maakit ang mga mahuhusay na kabataan sa pagpapaunlad ng nanotechnologies sa kanilang sariling bansa, at hindi sa ibang bansa.
Ang mananalo sa kompetisyon ay tatanggap ng UMKA nanotechnological laboratory. Ang mga mananalo sa ikalawa at ikatlong puwesto ay pagkakalooban ng mga modernong laptop; ang pinakamahusay na mga kalahok ay makakatanggap ng libreng subscription sa Science and Life magazine. Bilang mga premyo, repair at restoration kit para sa mga sasakyan batay sa nanoparticles, isang subscription sa magazine na "Universum" at buwanang CD na "The World of Nanotechnologies" ay ibinibigay.
Ang pokus ng mga proyekto ay lubhang magkakaibang: mula sa mga promising nanomaterial para sa industriya ng automotive at aviation hanggang sa mga implant at neurotechnological interface. Ang mga detalyadong materyales ng paligsahan ay makukuha sa website na www.nanonewsnet.ru.
Noong Disyembre 2004, ang lungsod ng Fryazino (rehiyon ng Moscow) ay nag-host ng unang kumperensya na nakatuon sa pang-industriya na paggamit ng nanotechnologies, kung saan ipinakita ng mga siyentipiko ang dose-dosenang mga pagpapaunlad na handa para sa pagpapatupad sa produksyon. Kabilang sa mga ito ang mga bagong materyales batay sa nanotubes, ultra-strong coatings, anti-friction compound, conductive polymers para sa flexible electronics, super-capacitive capacitors, atbp.
Ang nanotechnology sa Russia ay nakakakuha ng momentum. Gayunpaman, kung ang pananaliksik ay hindi pinag-ugnay ng estado o isang komprehensibong pederal na programa, walang malamang na magbabago para sa mas mahusay. Ang isang aklat-aralin ay nai-publish na para sa hinaharap na mga nanotechnologist.
slide 2
Kahulugan Ang Nanotechnology ay isang hanay ng mga pamamaraan at pamamaraan na nagbibigay ng kakayahang lumikha at magbago ng mga bagay sa isang kontroladong paraan, kabilang ang mga bahagi na may sukat na mas mababa sa 100 nm, na may panimulang mga bagong katangian at nagpapahintulot sa kanilang pagsasama sa ganap na gumaganang mga sistema ng mas malaking sukat; sa mas malawak na kahulugan, ang terminong ito ay sumasaklaw din sa mga pamamaraan ng diagnostics, characterology at pananaliksik ng naturang mga bagay. Ang mga nanotechnologies ay mga teknolohiyang naglalayong lumikha at mabisang praktikal na paggamit ng mga nanoobject at nanosystem na may ninanais na mga katangian at katangian.
slide 3
Nanoparticle - isang amorphous o semi-crystalline na istraktura na may hindi bababa sa isang katangian na laki sa hanay na 1-100 nm.
Ayon sa internasyonal na pag-uuri (IUPAC), ang paglilimita sa laki ng nanoparticle ay 100 nm, bagaman ito ay isang pormal na pamantayan. Ang konsepto ng nanoparticle ay nauugnay hindi sa kanilang laki, ngunit sa pagpapakita ng mga bagong katangian sa kanila sa saklaw ng laki na ito, na naiiba sa mga katangian ng bulk phase ng parehong materyal.
slide 4
Ang Nanomaterials ay isang direksyon ng pananaliksik na may kaugnayan sa pag-aaral at pagbuo ng mga bulk na materyales ng mga pelikula at fibers, ang mga macroscopic na katangian nito ay tinutukoy ng kemikal na komposisyon, istraktura, sukat at/o magkaparehong pag-aayos ng mga nanosized na istruktura.
slide 5
Ang Nanoelectronics ay isang larangan ng electronics na nauugnay sa pag-unlad ng mga arkitektura at teknolohiya para sa paggawa ng mga functional na elektronikong aparato na may mga topological na dimensyon na hindi hihigit sa 100 nm (kabilang ang mga integrated circuit), at mga device batay sa mga naturang device, gayundin sa pag-aaral ng pisikal pundasyon ng paggana ng mga device at device na ito.
slide 6
Ang Nanophotonics ay isang larangan ng photonics na nauugnay sa pag-unlad ng mga arkitektura at teknolohiya para sa produksyon ng mga nanostructured na aparato para sa pagbuo, pagpapalaki, modulate, pagpapadala at pag-detect ng electromagnetic radiation at mga aparato batay sa mga naturang device, gayundin sa pag-aaral ng mga pisikal na phenomena na tumutukoy ang paggana ng mga nanostructured na aparato at nangyayari sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga photon sa mga nanoscale na bagay.
Slide 7
Ang Nanobiotechnology ay ang may layuning paggamit ng mga biological macromolecules at organelles para sa disenyo ng mga nanomaterial at nanodevice.
Slide 8
Ang Nanomedicine ay ang praktikal na aplikasyon ng mga nanotechnologies para sa mga layuning medikal, kabilang ang pananaliksik at pag-unlad sa larangan ng diagnostics, control, target na paghahatid ng gamot, pati na rin ang mga aksyon upang ibalik at muling buuin ang mga biological system ng katawan ng tao gamit ang mga nanostructure at nanodevice.
Slide 9
Mga resulta ng survey
"Ang kalahati ng mga tao ay hindi alam kung ano ang nanotechnology, ngunit alam nila na hindi sila mabubuhay kung wala ito" 1 2 6 5 4 5
Slide 10
slide 11
Konklusyon Ang Nanotechnology ay walang alinlangan ang pinaka-advanced at promising na direksyon sa pag-unlad ng agham at teknolohiya ngayon. Ang mga kakayahan nito ay humanga sa imahinasyon, ang kapangyarihan nito ay nagbibigay inspirasyon sa takot. Sa pagdating ng bagong milenyo, nagsimula ang panahon ng nanotechnology. Ang mabilis na pag-unlad ng teknolohiya ng kompyuter, sa isang banda, ay magpapasigla sa pananaliksik sa larangan ng nanotechnology, sa kabilang banda, ay magpapadali sa disenyo ng mga nanomachine. Kaya, mabilis na bubuo ang nanotechnology sa susunod na mga dekada. Mahigit sa kalahati ng populasyon ng mga lungsod ng Russia ay pamilyar sa konsepto ng "nanotechnology". Kasabay nito, karamihan sa kanila ay may positibong saloobin sa nanotechnologies, na naniniwalang maaari nilang baguhin ang buhay para sa mas mahusay. Ang mga prospect para sa industriya ng nanotechnology ay tunay na engrande. Ang nanotechnology ay radikal na babaguhin ang lahat ng spheres ng buhay ng tao. Sa kanilang batayan, ang mga kalakal at produkto ay maaaring malikha, na ang paggamit nito ay magbabago sa buong sektor ng ekonomiya. Ang mundo ay muling itatayo.
slide 12
Tingnan ang lahat ng mga slide
Araw-araw ay lumalapit tayo sa hindi maiiwasang rebolusyon na dulot ng nanotechnology. Gumagawa kami ng mga bagong device, kumuha ng mga natatanging materyales na hindi pa namin naisip. Ang paggamit ng nanotechnology sa pang-araw-araw na buhay ay naging posible upang baguhin ang hugis ng mga bagay na pamilyar sa atin. Bilang isang resulta, nakuha namin ang ganap na naiiba, ngunit kapaki-pakinabang na mga katangian ng sangkap. Ang katotohanan sa paligid natin ay nagiging hindi gaanong mapanganib at mas paborable para sa isang komportableng buhay. Ang isang magandang halimbawa ay ang pagbabawas ng karaniwang sukat ng mga ginamit na de-koryenteng aparato sa laki ng mga nanoparticle na hindi nakikita ng mata ng tao. Ang mga computer ay lumiliit, ngunit mas malakas. Ang nanotechnology sa pang-araw-araw na buhay at sa industriya ay makabuluhang nagbago sa lahat ng bagay sa paligid natin.
Posible bang lumikha ng isang uri ng artificial intelligence na maaaring matugunan ang alinman sa ating mga pangangailangan? Ang sagot ay nakasalalay sa makatwirang aplikasyon ng pinakabagong mga pag-unlad. Ang Nanotechnology ay ang landas patungo sa hinaharap, dahil nakakaapekto ito sa lahat ng aspeto ng ating buhay. Ang paggamit ng nanotechnology ay nagbibigay ng maraming pagkakataon, ngunit nagpapataas din ng ilang mga alalahanin.
Window sa nanoworld
Ang electron microscope ay nagpapahintulot sa iyo na tingnan ang microcosm. Napakahirap na agad na mapansin ang mga nanotechnologies sa pang-araw-araw na buhay nang walang espesyal na kagamitan, dahil ang mga ito ay napakaliit na hindi sila makilala sa mata. Nasa ganoong sukat na ang mga sangkap ay nagpapakita ng pinaka-hindi pangkaraniwang at hindi inaasahang mga katangian. Ang paggamit ng naturang mga pag-aari ay nangangako ng isang natatanging teknolohikal na rebolusyon. Nagbibigay sila ng mga radikal na bagong posibilidad, tulad ng pagkontrol sa katawan ng tao at sa kapaligiran.
Ang kasaysayan ng paglitaw ng nanotechnology
Nagsisimula ang lahat noong 80s ng XX century sa pag-imbento ng isang tool na tinatawag na scanning (STM). Ginugol ni Propesor James Jimzewski ang kanyang buong propesyonal na buhay sa mundo ng nanoscale. Isa siya sa mga unang tao sa mundo na nagkaroon ng pagkakataong mag-aral ng bagay sa antas ng hindi kapani-paniwalang maliliit na halaga, milyon-milyong bahagi ng isang milimetro. Ginagawang posible ng mga mikroskopyo na ito na pag-aralan ang ibabaw sa parehong paraan tulad ng pagbabasa ng bulag Kung gayon walang sinuman ang maaaring maghinala kung gaano kapaki-pakinabang ang nanotechnology sa pang-araw-araw na buhay at industriya.
Ang prinsipyo ng pagtatrabaho sa mga nanoparticle
Ang isang scanning microscope ay gumagamit ng isang probe na isang karayom na 1 atom ang kapal. Kapag lumalapit lamang ito sa ilang nanometer mula sa sample, ang mga electron ay ipinagpapalit sa pinakamalapit na nanoparticle. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na tunnel effect. Nakikita ng control system ang pagbabago sa kasalukuyang tunneling, at ngayon, batay sa impormasyong ito, ang isang mas tumpak na pagtatayo ng topograpiya ng ibabaw ng sample sa ilalim ng pag-aaral ay isinasagawa. Ang software ay nagpapahintulot sa data na ma-convert sa isang imahe na nagbibigay sa mga siyentipiko ng susi sa isang bagong mundo gamit ang nanotechnology sa pang-araw-araw na buhay at iba pang mga industriya.
Ayon kay James Dzhimzewski, salamat sa pag-scan ng mikroskopyo ng elektron, ang mga siyentipiko sa unang pagkakataon ay nakakuha ng mga larawan ng mga atomo at molekula at nagawang pag-aralan ang kanilang hugis. Ito ay isang tunay na rebolusyon sa agham, dahil ang mga siyentipiko ay nagsimulang tumingin sa maraming mga bagay sa isang ganap na naiibang paraan, na binibigyang pansin ang mga katangian ng mga indibidwal na atomo, at hindi milyon-milyon at bilyun-bilyong mga particle, tulad ng nangyari sa nakaraan.
Mga unang natuklasan
Ang paggamit ng mga bagong teknolohiya ay humantong sa isang nakagugulat na pagtuklas. Kapag ang aparato ay lumapit sa atom sa layo na 1 nanometer, isang bono ang lumitaw sa pagitan nito at ng atom. Ang tampok na ito ay naging posible upang makahanap ng isang paraan upang ilipat ang mga indibidwal na microparticle. Salamat sa pagtuklas na ito, naging posible na gumamit ng nanotechnology para sa isang komportableng buhay.
Tulad ng ipinaliwanag ni James Jimzewski, isang propesor sa Unibersidad ng California, ginawang posible ng tunneling scanning microscope na halos mahawakan ang mga molekula at atomo. Sa kauna-unahang pagkakataon, nagawa ng mga siyentipiko na manipulahin ang mga atomo sa ibabaw ng bagay at lumikha ng mga istruktura na dati ay hindi maisip.
Ang bagong tuklas na ito (ang kakayahang obserbahan at manipulahin ang pinakamaliit na particle na bumubuo sa bagay) ay naging posible na gumamit ng nanotechnology sa lahat ng mga industriya nang walang pagbubukod.
Pag-unlad ng nanotechnology
Ang physicist at pilosopo na si Etin Klin ay naniniwala na ang posibilidad ng isang teknolohikal na pambihirang tagumpay dahil sa nanotechnology ay medyo totoo, ngunit ito ay higit na nakabatay sa sigasig ng siyentipiko.
Gaya ng sinabi ng pisiko at pilosopo na si Etin Klin, wala pang 100 taon ang lumipas mula sa sandali ng eksperimentong kumpirmasyon ng pagkakaroon ng mga atomo hanggang sa sandaling nagawa nilang manipulahin ang mga ito. Ang mga pagkakataon ay nagbubukas sa harap ng mga siyentipiko na hindi nila maisip noon. Salamat lamang dito, ang gobyerno ng lahat ng mga binuo na bansa ay nagsimulang magpakita ng interes sa mga nauugnay na agham. Nagsimula ang lahat sa isang inisyatiba ng Amerika noong 2002 ng mga physicist na sina Roca at Benbridge. Nakaisip ang mga siyentipikong ito ng nakatutuwang ideya na, salamat sa nanotechnology, malulutas ng sangkatauhan ang lahat ng problemang kinakaharap nito.
Ang pahayag na ito ang naging impetus para sa pagsisimula ng maraming pag-aaral na naging posible na ipatupad ang mga advanced na larangan ng agham at teknolohiya tulad ng microelectronics, computer science, nuclear energy research, microbiology, laser technology, medisina, at marami pang iba.
Nanotechnology: mga halimbawa
Sa pang-araw-araw na buhay mayroong napakaraming hindi mahahalata, ngunit napakahalagang mga sangkap, ang pagkakaroon kung saan hindi natin pinaghihinalaan! Tingnan natin ang pinaka-kapansin-pansin na mga halimbawa:
- Toothpaste. Dati, walang nag-iisip kung bakit iba ang panlinis ng ngipin. Ang lahat ng ito ay dahil sa pagkakaroon ng ilang mga nanoparticle. Halimbawa, ang calcium hydroxyapatite, na hindi nakikita ng mata, ay tumutulong sa pagpapanumbalik ng nasirang enamel at protektahan ang mga ngipin mula sa mga karies.
- Pintura ng kotse. Ang mga modernong pintura ng kotse, salamat sa mga nanoparticle, ay kayang takpan ang mababaw na mga gasgas at iba pang mga cavity na nabuo sa katawan. Kasama sa mga ito ang mga mikroskopikong bola, na nagbibigay ng gayong epekto.
Salamat sa mga makabagong teknolohiya, ang sangkatauhan ay may pagkakataon na pag-aralan ang mundo sa paligid natin sa "mas maliit" na antas. Ginagamit ang nanotechnology sa iba't ibang larangan ng aktibidad. Mga microscopic na particle, o kung tawagin ngayon nanopartikel, ay maaaring synthesize mula sa iba't ibang mga materyales. Ang mga sukat ng mga particle na ito ay hindi lalampas sa 100 nm.
Ginagamit ng sangkatauhan ang mga natatanging posibilidad ng nanoworld mula noong sinaunang panahon. Halimbawa, ang makasaysayang obra maestra ng Lycurgus Cup ay nilikha ng mga sinaunang Romanong masters. Ang natatanging istraktura ng glass goblet ay nakakagulat kahit na ang mga modernong manggagawa. Kung ang kopita ay iluminado mula sa labas, ito ay magiging berde, at kung ito ay iluminado mula sa loob, ito ay magiging orange-pula. Ano ang dahilan? Ang bagay ay ang mga nanoparticle ng mga marangal na metal (pilak at ginto) ay interspersed sa istraktura ng salamin.
Nanoparticle at gamot
Ang unang nanoparticle ay inilarawan ni A. Einstein noong 1905. Pinatunayan niya na ang molekula ng sucrose ay may sukat na halos 1 nm. Ang mga nanoparticle ay madaling nagtagumpay sa mga lamad ng cell, kaya nagagawa nilang tumagos kahit saan sa ating katawan. Ang natatanging ari-arian na ito ay ginagamit sa praktikal na gamot para sa pagsusuri ng iba't ibang sakit.
Halimbawa, ang mga nanoparticle ay ginagamit upang masuri ang kanser, ang mga microparticle ay nakakabit sa mga selula ng kanser, at ang kanilang tumaas na konsentrasyon ay maaaring matukoy ang lokalisasyon ng mga carcinogenic na selula sa katawan. Ginagawang posible ng Nanotechnology na maghatid ng mga gamot sa isang tiyak na tinukoy na lugar. Sa tulong ng mga nanoparticle, posible na mapabilis ang proseso ng pagpapagaling ng sugat at pagbawalan ang paglaki ng mga tumor.
Gaya ng nakikita mo, ang ating buhay ay malapit na konektado sa mga microscopic na particle na ito. Napatunayan na ang mga nanoparticle ay maaaring kumilos bilang mga catalyst at adsorbents. Sa ngayon, ginagamit na ang mga nanotechnologies upang lumikha ng mga ultra-manipis at napakalakas na protective coatings. Gayunpaman, karamihan sa mga siyentipikong mananaliksik ay naniniwala na ang epekto ng nanoparticle sa katawan ng tao ay hindi pa rin gaanong nauunawaan, kaya masyadong maaga upang ipagdiwang ang anumang tagumpay at talunin ang timpani.
Nanoparticle at ang kanilang pananaliksik
Ang batayan para sa pag-aaral ng lahat ng mga posibilidad ng ipinakita sa itaas na materyal ay isang husay kagamitan sa laboratoryo Horiba (mga analyzer ng laki ng butil). Sa kasalukuyan, ang lahat ng nanoparticle ay maaaring maiuri ayon sa ilang mga tagapagpahiwatig:
Ayon sa base substance;
Sa pamamagitan ng pinagmulan (natural, artipisyal);
Sa pamamagitan ng uri ng multidimensionality.
Ginagawang posible ng modernong kagamitan sa laboratoryo mula sa Noriba na matukoy ang lahat ng mga katangian ng nanoparticle. Ipinakikita ng aming kumpanya sa iyong pansin ang mga sumusunod na modelo ng mga laser analyzer ng kilalang kumpanya na Horiba - SZ-100V2, LA-960V2 at LA-300. Kaya, ang SZ-100 laser analyzer ay ginagamit upang pag-aralan ang mga microparticle na may sukat mula 0.3 nm hanggang 8 μm, ζ-potensyal at molekular na timbang. Ang prinsipyo ng pagsukat ay batay sa photo-correlation spectroscopy. Ang LA-950 laser analyzer ay isang natatanging makina na maaaring gumana sa mataas na bilis. Sa tulong ng kagamitang ito, posible na magsagawa ng pananaliksik gamit ang isang pabilog na sistema sa isang likidong daluyan. Ang laser analyzer LA-300 ay nilagyan ng isang awtomatikong bomba at maaaring gumana sa laser diffraction.
Ang RVS LLC ay isang permanenteng kasosyo ng tatak ng Noriba. Ang mga espesyalista ng kumpanya ay regular na sumasailalim sa advanced na pagsasanay. Kung kinakailangan, mahusay silang magpapayo sa iyo, tulungan kang magpasya sa modelo ng laser analyzer. Nagbebenta lamang kami ng mga de-kalidad na produkto.