Нанотехнология - CORDIS

Как можно объяснить, что такое
НАНОТЕХНОЛОГИЯ?
Вы помните, что все
состоит из атомов,
не так ли?
Камень, ручка, видеоигра, телевизор, собака
и Вы сами тоже
состоите из атомов.
Из атомов строятся молекулы и
формируются материалы.
Нанотехнология занимается манипуляцией
атомов и/или молекул для производства
материалов, приборов и даже машин.
С давних пор, когда первые люди
начали «делать предметы», мы начинали
с «больших предметов» (дерево, камни,
минералы), чтобы получить то, что мы хотим.
Теперь мы хотим начать с «маленьких
предмет ов» (атомов и молекул), чтобы
сединить их и получить, то что мы хотим. Это
немного похоже на детскую игру.
Каное было сделано из дерева …
зубочистку из
ствола дерева или было бы
Сделали бы вы
лучше начать с маленьких частиц?
«больших
предметов»
Начать с
означает производство предметов с точностью,
которую «мы можем достичь», но в тоже время
производя огромное количество от ходов или
загрязнений, и пот ребляя большое количест во
энергии.
С тех пор как мы улучшили технологии, точность
также улучшилась, отходы/загрязнение
уменьшились, но подход остался тем же самым.
Начать с «маленьких
предметов»
означает абсолют ную т очност ь (вплоть
до отдельного атома!), полную
конт ролируемост ь процесса (без
отходов) и использование меньше
энергии (меньше CO2, меньше
парникового эффекта, …
возможно, вы слышали об этом по
телевидению).
Преймущества начала с
«маленьких предметов»
• Расстояние между двумя футбольными
мячами больше чем расстояние между
двумя орехами:
меньшее
означает ближе ( и значит , быст рее
соединяет ся)
• Вы можете расстворить сахар или соль
быстрее, если они представлены в виде
пудры или песка и медленнее в случае
кусков или кристаллов:
меньшее
может ст ат ь более реакт ивным
Попробуйте это
упражнение:
Сколько сторон у куба?
Если ребро куба равно 1 cm, какова полная площадь
его поверхности?
Если вы рассечете куб три раза (вертикально,
горизонтально и поперечно), сколько кубиков вы
получите?
Если ребро каждого куба будет 0.5 cm, какова
полная площадь поверхности всех кубиков?
Вы увидите, что для данного веса (или, лучше сказать, массы),
меньшее означает большую площадь поверхност и и,
как в случае с примером сахара или соли в воде, большую
скорост ь реакции.
Исследования в
нанотехнологиях – это особенно
занимательное приключение.
Многие лучшие умы мира
заняты этим.
И нам нужно как никогда много
прекрасных ст удент ов и
ученых.
Способны ли мы это уже сделать?
Не совсем.
Вот почему нам необходимы
инт енсивные исследования.
Прямо сейчас мы кое-что можем сделать:
преймущественно в электронике, оптике
и материаловедении, например наночастицы, т.е. те что используются в
солнце-защит ных кремах (вы каким
пользуетесь, с коэффициентом защиты
8 или 20?). Это определяется
количеством нано-частиц, которые
находятся внутри крема и поглощают
ультра-фиолетовую радиацию, под
действием которой ваша кожа загорает.
В будущем возможные применения просто
к примеру:
> Измерения с атомной точностью;
> Сенсоры для определения опасных веществ;
> Элект роника, где может использоваться каждый
отдельный атом;
> Мембранны для разделения веществ с высокой
точностью;
> Мат ериалы, которые изменяют свои свойства когда нам
это нужно;
> Нано-машины;
> Нано-робот ы, которые внедряются в ваше тело, чтобы
очистить или поддержать его
...но мы т олько в самом начале пут и. Чт обы
дост ичь всего эт ого, нам надо эффект ивно
использоват ь наш разум и опт имизироват ь наши
усилия.
Несколько примеров из
материалов:
текст иль, кторый меняет свойства
в зависимости от необходимости,
например охлаждает тело летом
и согревает зимой;
вилки, ложки, т арелки, каст рюли, одежда, …
которые не становятся грязными или мокрыми –
подобно листу лотоса, который поливают водой;
наконец-то, вы не услышите
маму, говорящую, что
вы одели вашу
майку грязной!
...
Материалы, которые могут восстановить
ваши кост и и зубы так, что вы не
почувствуете разницы ;
Материалы, которые очень легки, но обладают
хорошей прочностью, для того чтобы авт омобили,
самолет ы и космические корабли могли
использоваться в длительных путешествиях с
намного меньшими энергозатратами;
и много еще чего в будущем (прост о подумайт е, чт о
всего 10 лет назад мобильных т елефонов не было
вообще!).
Что нам нужно чтобы
быстро прогрессировать?
опыт ный персонал,
одаренные ст удент ы,
инфраст рукт ура (лаборатории, …),
инст румент ы (микроскопы, …),
координация усилий и
“критическая масса”, средства,
и понимания людьми т ого, чт о именно мы
пыт аемся сделат ь!
Чтобы узнать больше, вы можете
провести поиск в интернете по слову
“нанотехнология”.
Или начать с этих двух страниц
( на английском языке):
@ http://cordis.europa.eu/nanotechnology
Посмотреть, что мы делаем в Европе,
@ www.nano.gov для США
(и не пропустите часть for
kids !)
Кстати ...
Приставка “нано”
произошла от древнегреческого слова “карлик”.
В науке и технологии она указывает на
размеры порядка одного биллиона или
миллиарда (подобно приставке “кило”,
которая означает тысяча).
Поэтому один нанометер это одна
биллионная (миллиардная) часть метра (или
одна миллионная миллиметра, и т.д.). Это
может быть выражено как 10-9 метра и
сокращено до нм.
Радиус одного атома золота 0.14 нм.
Пол-нанометра это линейный
размер маленькой молекулы
как метан (CH4). Один волос
человека примерно в 100 тысяч
раз больше.
За дополнительной
информацией …
... Хотите обратиться к нам?
Присылайте
e-mail на:
renat.bilyalov@ec.europa.eu