ПРЕЗЕНТАЦИЯ НА ТЕМУ: « Нанороботы ».

1. ПРЕЗЕНТАЦИЯ НА ТЕМУ: «Нанороботы». Выполнил: студент группы ИКТп-24 Мишурин Юрий

2. Введение Нанотехнология - высокотехнологичная отрасль , направленная на изучение и работу с атомами и молекулами . Разработки в этой области ведут к революционным успехам в медицине , электронике , машиностроении и создании искусственного интеллекта . Если 10 лет назад единицы людей представляли себе , что такое нанотехнологии , то , через 5 лет , по оценкам экспертов , вся промышленность будет развиваться , используя технологии работы с атомами и молекулами . С помощью нанотехнологий можно очищать нефть и победить многие вирусные заболевания , можно создать микроскопических роботов и продлить человеческую жизнь , можно победить СПИД и контролировать экологическую обстановку на планете , можно построить в миллион раз более быстрые компьютеры и освоить Солнечную систему . А представьте себе ноутбук с нанотехнологическими топливными ячейками вместо батареек . Такая машина , созданная японской компанией , может работать сутками без подзарядки . Область науки и техники , именуемая нанотехнологией , как и соответствующая терминология , появились сравнительно недавно . Однако её перспективы настолько грандиозны для нашей цивилизации , что необходимо широкое распространение основных идей нанотехнологии , " Нано " означает одну миллиардную долю чего - либо.Например, нанометр - одна миллиардная доля метра . Примерно таковы размеры молекул (поэтому часто нанотехнологиюназывают также молекулярной технологией ). Для сравнения , человеческий волос приблизительно в шестьдесят тысяч раз толще одной молекулы . Наноразмерный масштаб используют для ха -рактеристикисамых маленьких объектов , например , атомов и молекул . Размер атома кремния составляет 0,24нм , а молекулы фуллерена С60 ( « футбольного мяча » , состоящего из шестидесяти атомов углерода ) - 0,75 нм.

3. Что такое нанороботы • Наноро́боты, или нанобо́ты — роботы, размером сопоставимые с молекулой (менее 10 нм), обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Другие определения описывают наноробота как машину, способную точно взаимодействовать с наноразмерными объектами или способной манипулировать объектами в наномасштабе. Вследствие этого, даже крупные аппараты, такие как атомно-силовой микроскоп можно считать нанороботами, так как он производит манипуляции объектами на наноуровне. Кроме того, даже обычных роботов, которые могут перемещаться с наноразмерной точностью, можно считать нанороботами.Кромеслова «наноробот» также используют выражения «нанит»и «наноген», однако, технически правильным термином в контексте серьёзных инженерных исследований все равно остается первый вариант.

4. На данный момент, нанороботы находятся в научно-исследовательской стадии создания. Некоторыми учёными утверждается, что уже созданы некоторые компоненты нанороботов. Разработке компонентов наноустройств и непосредственно нанороботам посвящен ряд международных научных конференций.Ужесозданы некоторые примитивные прототипы молекулярных машин. Например, датчик, имеющий переключатель около 1,5 нм, способный вести подсчет отдельных молекул в химических образцах. Недавно университет Райса продемонстрировал наноустройства для использования их в регулировании химических процессов в современных автомобилях.Однимиз самых сложных прототипов наноробота является «DNA box», созданный в конце 2008 года международной группой под руководством ЙоргенаКьемса. Устройство имеет подвижную часть, управляемую с помощью добавления в среду специфических фрагментов ДНК. По мнению Кьемса, устройство может работать как «ДНК-компьютер», т.к на его базе возможна реализация логических вентилей. Важной особенностью устройства является метод его сборки, так называемый ДНК оригами (анг.), благодаря которому устройство собирается в автоматическом режиме.В 2010 году были впервые продемонстрированы нанороботы на основе ДНК, способные перемещаться в пространстве.Всвязи с развитием направления научных исследований нанороботов, сейчас наиболее остро стоят вопросы их конкретного проектирования. Одной из инициатив по решению этой проблемы является «Сотрудничество по разработке нанофабрик», основанное Робертом Фрайтасом и Ральфом Меркле в 2000 году, деятельность которого сосредоточена на разработке практической программы исследований, которая направлена на создание контролируемой алмазной механосинтетическойнанофабрики, которая будет способна к производству медицинских нанороботов на основе алмазных соединений.Дляэтого разрабатываются технологии зондирования, управления силовыми связями между молекулами и навигации. Создаются проекты и прототипы инструментария для манипуляций, двигательного аппарата (молекулярные моторы) и "бортового компьютера".

5. Молекулярные двигатели Наноразмерные машины, способные осуществлять вращение при приложении к ним энергии. Главной особенностью молекулярных моторов являются повторяющиеся однонаправленные вращательные движения происходящие при подаче энергии. Для подачи энергии используются химический, световой метод, а также метод туннелированияэлектронов. Кроме молекулярных двигателей, создаются также наноэлектродвигатели, сходные по конструкции с макроскопическими аналогами[, проектируются двигатели, принцип работы которых основывается на использовании квантовых эффектов.

6. Туннелирование электронов По аналогии с традиционным электродвигателем, наномасштабные молекулярные моторы могут быть приведены в движение путем резонансного или нерезонансного туннелирования электронов. Наноразмерные вращающиеся машины на основе этих принципов были разработаны Петром Кралом и его сотрудниками в Университете штата Иллиойс в Чикаго.

7. Световой метод В 1999 году из лаборатории доктора Бена Феринги в университете Гронингена (Нидерланды) поступило сообщение о создании однонаправленного молекулярного ротора.Ихмолекулярный двигатель вращения на 360 ° состоит из бисхелицина соединенного двойной аксиальной связью и имеющий два стереоцентра.

8. Химический метод Впервые о создании молекулярного двигателя вращения сообщил Росс Келли в своей работе в 1999 году. Его система состояла из трех триптициновых роторов ихелициновой части, и была способна выполнять однонаправленные вращения в плоскости 120 °.