НАУКА И МЫ

Медицинские, исторические, технические, социальные и другие научно-исследовательские работы

Образование »  » Технические

Нанотехнологии


   В последнее время мы часто читаем и слышим слово нанотехнологии. Когда я попросила родителей рассказать подробнее, они не смогли мне точно объяснить, что это, так как для многих людей термины "нано”,”нанотехнология” пока еще не совсем понятны, но я чувствую, что этот термин действует на них гипнотически. Например,увидев рекламу товаров с приставкой ”нано”, они отдают предпочтение именно данному товару. И тогда мне захотелось узнать, что же такое нанотехнологии. Мне повезло, потому что в нашем городе проходила "Всероссийская выставка по нанотехнологии”. Я попросила родителей сходить на эту выставку. Могу сказать что я получила незабываемые впечатления. Вот что я узнала о нанотехнологиях....

   Методика, на основании которой стала развиваться новая отрасль науки, разработана еще в 1959 году американским физиком, лауреатом Нобелевской премии Ричардом Файдманом. Сам термин ”нанотехнология” в научную среду ввел японский ученый Норио Танигути в 1974году. Словари доходчиво объясняют: «Нанотехнология — область прикладной науки и техники, занимающаяся изучением свойств объектов и разработкой устройств порядка нанометров». А нанометр — это всего лишь миллиметр, поделенный на миллион. Перевод слова "нано”-”карлик”- дает первое, общее представление о новых технологиях. Нано - это миллиардная часть чего-либо (например, толщина, человеческого волоса составляет примерно 80 тысяч нанометров). В наномире действуют иные величины: миллиардные доли метра и миллиардные доли секунды. Если б мы были нанометровыми людьми, то вращение сверла бормашины в зубном кабинете казалось бы нам таким же медленным, как обычному человеку-вращение Земли вокруг Солнца. Нанотехнологии основаны на создании материалов и предметов, исходя из их атомного и молекулярного состава (так же как ребенок строит домик из кубиков, или как прекрасный цветок вырастает из крошечного семени), при этом они способны менять свои свойства: скажем кристаллы могут стать мягкими, а металлы-прозрачными. Эта новая отрасль науки, потому пока и непонятна людям, что она связана с мельчайшими частицами любых веществ, которые человек не может увидеть и ущутить. Один из методов получения наночастиц - использование лазера, луч которого отсоединяет частицы нано от поверхности материала в соответствующую жидкость (например масло, воду). 

   Изучив научную литературу и побывав на выставке, я поняла, что весь мир вокруг нас и мы сами состоим из молекул и атомов, то есть наночастиц, но нанотехнологии -это только поштучная сборка веществ из отдельных атомов. До сих пор все новое создавалось по формуле "от большого к малому”. Например видеокассеты, которые сегодня постепенно уходят в прошлое, а на их смену приходят DVD-диски. При этом вместимость DVD может быть значительно выше, чем видеокассеты, существенное отличие и в качестве записи изображения на носителях. Другой пример – телевизоры или радиоприемники. Родители рассказывают, какой громоздкой была эта аппаратура еще в 80-90-х годах прошлого века, и какая она сейчас, сегодняшние телевизоры можно не только поставить на полку, но и без проблем повесить на стену. Теперь наука идет по обратному пути "снизу вверх”, от малого к большому. Но это не значит, что мы вернемся к крупногабаритным вещам. Просто, одна, может быть, совсем миниатюрная вещь будет содержать в себе огромное количество различных свойств. Иначе говоря, свойства того или иного предмета, материала будут закладываться уже на атомном, молекулярном уровне. К примеру, нанотехнологии помогут решить проблему энергодефицита на земле. Одно из направлений в этой работе-перевод освещения на светодиоды, которые позволяют производить свет большой яркости при малом употреблении энергии. Такое революционное снижение энергопотребления не потребует строительства новых электростанции и сократит на порядок расходы энергии на освещение.   

   Предполагается что в медицине применение наносенсоров позволит докторам производить диагностику раковых заболеваний, основанную на обнаружении онкологических белков. Лекарства, созданные по нанотехнологиям за счет адресной доставки к поврежденному органу, будут обладать большей эффективностью при меньшей дозе. В частности, группе российских ученых под руководством Александра Соболева удалось разработать специальную макромолекулу-транспортер, способную доставить лекарство в дефектную клетку.. Будут созданы новые бактерицидные и противовирусные средства для лучшего заживления ран. Доказано, что наночастицы серебра гораздо лучше убивают бактерии, чем серебро в компактном виде, что делает их полезными для очистки воды и борьбы с инфекциями. Например, фирма Гелиос выпускает зубную пасту”Знахарь” с наночастицами серебра, эффективно защищающую от различных инфекций, а ткани, содержащие наночастицы серебра ,являются, по сути самодезинфицирующимся, поэтому они незаменимы для медицинских халатов, постельного белья, детской одежды и т.п.   

   Люди всегда искали способы борьбы с инфекциями передаваемыми воздушно-капельным путем – такими, как грипп, туберкулез, менингит, вирусный гепатит и т.п., ведь воздух в местах массового скопления людей (офисах, школах и т.п.) перенасыщен вредными микроорганизмами, выдыхаемыми зараженными людьми. Традиционные способы профилактики не всегда справляются с этой проблемой, а вот если добавить в лакокрасочные материалы, покрывающие стены учереждений, наночастицы серебра, то на покрашенных такими красками стенах не может "жить” большинство опасных микроорганизмов. Ученые предполагают, что возможно создание молекулярных роботов-врачей, которые внутри организма человека смогут самостоятельно устранять возникающие повреждения или не допускать их появления, тем самым наука не отрицает, что молекулярные роботы будут способны предотвращать старение клеток. Конечно, о бессмертии говорить пока рано, но перспективы в работе по достижению замедления старения человеческого организма есть. Нанотехнологии в создании пищи улучшают ее питательные свойства и делают более качественной, снижая содержание в ней вредных веществ.   

   В военной отрасли использование нанотехнологий также должно сыграть огромную роль. Безусловно, его применение, как и, в свое время, применение ядерного оружия, должно находиться под тщательным контролем. Оружие созданное по нанотехнологиям, с одной стороны, значительно более мощное и эффективное, нежели ядерное, с другой стороны, оно не несет таких глобальных и долгосрочных негативных последствий, оно может быть точно нацелено на конкретную цель, например, в борьбе с терроризмом. Возможности нанотехнологии могут быть использованы в деятельности военной разведки, органов безопасности - это устройства сверхплотной записи информации, суперкомпьютеры и т.д. Нанотехнологии нашли свое применение в быту: с их применением изготавливаются лыжные куртки, которые позволяют лучше защищать от ветра, воды, одежда устойчивая к грязи и несминаемая, легкие теннисные ракетки и мячи, которые лучше держат воздух. 


     Создаются наноструктурные керамические покрытия, сантехника с легко чистящимся нанопокрытием. 
Новосибирские ученые с помощью нанотехнологий впервые создали мобильную установку, способную производить пенобетон.
В косметологии разработаны солнцезащитный крем и крем для лица, наночистицы которого доставляют витамин А во внутренние слои кожи.
В скором времени для мобильных телефонов не нужны будут зарядные устройства.
Европейские ученые ведут разработки принципиально новой упаковки, способной в будущем заменить пластик, утилизация которого затруднена, и способность к биоразложению которого, минимальна.

     В своем послании Федеральному Собранию Владимир Путин назвал создание эффективной системы исследований и разработок в области нанотехнологий приоритетным направлением в формировании отечественного научно-технического потенциала, тем более что у нас в стране есть научные центры, которым по силам такая работа. На эти цели из Федерального фонда государство выделяет крупные суммы и даже создана Государственная Российская корпорация нанотехнологий.
В данный момент в области нанотехнологий и наноматериалов все развитые страны находятся примерно на одинаковом уровне. Но в некоторых сферах Россия является первооткрывателем. У нас сохранились научные центры,существуют наработки, подросли кадры. Мы должны использовать этот шанс и вывести Россию в лидеры новой научно-технической революции, которая изменит всю мировую экономику.
Никогда еще за всю историю Россия не вкладывалась столь весомо в развитие научно-иследовательских и конструкторских разработок отдельной научной сферы. Это значит, что мы опять будем первыми, как когда-то, почти полвека назад, первыми проторили дорогу в космос.

     По мнению ученых, в будущем нанотехнологии помогут решить самые глобальные проблемы человечества, послужат фундаментом для развития всех отраслей экономики.
Я рада, что родилась и живу в России, великой державе, где работало и работает столько всемирно известных ученых, и сделано так много открытий. Мне хочется верить, что и я внесу свою лепту в эту интересную и имеющую большой спектр возможностей отрасль, когда окончу школу и поступлю в институт, потому что будущее за страной высокотехнологичной, способной обеспечить достойную жизнь ее гражданам.

Новые технологии на страже водосбережения

 »  »  » 
Велосипед
Распространение звука
Создание звука
Измерение температуры
Поиск