Нанотехнологии – вымысел или реальность?

1. Преподаватель ГОУ НПО «ПУ № 33» Каховская Т.Н. Нанотехнологии – вымысел или реальность?

2. Что такое нанотехнологии? • Контроль над веществом на атомном и молекулярном масштабе, обычно от 1 до 100 нанометров. • Один нанометр (нм) - это одна миллиардная метра (10-9). • Двойная спираль ДНК имеет диаметр в 2 нм. • С другой стороны, наименьшая клеточная форма жизни, бактерия Микоплазма, имеет длину в 200 нм. • Нанометр по отношению к метру - это то же, что бильярдный шар по отношению к Земле.

3. Где их можно применять?

4. Цифры и факты

5. Статистика

6. Нанобактерии вокруг нас и внутри человека

7. Нанокапсулы в медицине

8. Нанопокрытия

9. Нанороботы !!!

10. Вы не боитесь, что из-за развития робототехники можете вскоре лишиться своей профессии? • А зря! С каждым годом роботы становятся все "умнее" и функциональнее. • Так, к примеру, давно замечено, что специальные офисные компьютерные программы справляются с документооборотом гораздо резвее, нежели толпы живой силы. • В Америке благодаря суперкомпьютеру Ватсон медики теперь могут гораздо точнее диагностировать такое страшное заболевание, как рак. • В Китае компания Foxconn, специализирующаяся на выпуске электроники, может вскоре заменить внушительную часть своих сотрудников на роботов. • Да и многие австралийские водители самосвалов-угольщиков теперь тоже «отдыхают» благодаря роботизированным системам.

11. Дезинфекция с помощью нанотехнологий • Новое средство для прочной защиты от вирусов, микробов и бактерий предложили нанотехнические лаборатории. Это обычный каталически активный диоксид титана. • Средство способно за небольшое время уничтожить до 99,9% вирусов, микробов и бактерий. Подобный продукт идеально подойдет для использования в кабинетах врачей и больницах, благодаря тому, что средство можно наносить на потолки, стены и занавески, для долговременной дезинфекции воздуха в помещении.

12. Структура полупроводниковых кристаллов раскрыта • Исследователи нашли лифт для поднятия науки на более высокую планку развития – это полупроводниковые нанокристалы. Ученные из Голландии и Бельгии одни из первых построили 3D модель, отображающую размещение атомов в нанокристале по типу «ядро-оболочка». Такая модель помогает лучше представить и разобраться, как взаимодействуют оболочка и ядро этих кристаллов, что представляют собой полупроводники.

13. Наноцеллюлоза • В Высшей школе химической технологии, а, конкретно – в департаменте по технологиям изготовления лесопродукции, сейчас активно обсуждают использование наноцеллюлозы для усиления полимеров, например, термопластика. Наноцеллюлоза, то есть древесное волокно, расщепленное до наночастиц, в сочетании с полимером дает чрезвычайно выносливый материал. Этот натуральный продукт сможет заменить синтетические соединения на базе нефти, которыми сейчас усиливают композиты. Даже небольшое количество волокон усиливает прочность полилактида. 

14. Нанотрубки против рака • Прибор отличается от предыдущих аналогов тем, что он способен отличить даже одиночные клетки. В процессе разработки нового прибора выяснилось, что использование углеродных нанотрубок с антителами фильтруют раковые клетки до 8 раз лучше. При нормальных условиях выделить зараженные клетки, отделившиеся от опухоли и циркулирующие в крови сложно именно из-за их малого числа. В одном миллилитре крови здоровых клеток более миллиарда, а зараженных может быть всего несколько.

15. С помощью нанотехнологий можно лечить болезни мозга • При эпилепсии, болезни Альцгеймера и еще нескольких недугах появляется потребность в проведении стимуляции клеток головного мозга. • Ученые подумывают о применении в данной ситуации квантовых точек, которые представляют собой наноразмерные полупроводники. • Они способны стимулировать активность человеческого мозга, попасть в тело могут за счет обычной инъекции. • Американские исследователи считают квантовые точки наилучшим способом стимуляции мозга, без проведения трудной операции. • Существует мнение, что в скором будущем они будут использоваться для восстановления поврежденных клеток сетчатки.

16. Наноплёнки больших площадей • Новейший метод отличается простотой и будет использоваться при изготовлении солнечных батарей и в микроэлектронике будущего. После активного смешивания воды, полимерных нановолокон и плотного масла, смесь быстро распространяется по поверхности огромной площади и образует тончайшую пленку. Основным преимуществом этого метода является его простота.

17. Графен-материал будущего • Эксперименты, проведенные физиками из Колумбийского университета, доказали, что самым прочным материалом, который известен сегодня науке является графен.  Материал графен - это пленка из углерода толщиной всего лишь в один атом. Данный материал был получен группой ученных, во главе с Андре Геймом, из Манчестерского университета, в 2004 году. Графен, условно можно представить как двумерный "срез" кристаллической решетки графита.

18. Военные нанотехнологии • Современные технологии с применением наноматериалов пытаются использовать в военном деле. • Ученые предлагают применить углеродные нанотрубки, позволяющие военной технике быть фактически невидимой. Используя современные технологические новшества, морские корабли и авиатранспорт, в недалеком будущем, возможно, не будут видимы для радаров, так как они будут поглощать спектры излучений.

19. Нанолазер • Объединение ученых Техасского университета, Китая и Тайваня сконструировали лазер самого наименьшего размера, его вообще не видно человеческим глазом. Это чудо техники создано с применением нанотехнологий. • Для каких целей можно применять такой лазер? • С его помощью можно будет создать биосенсоры или компьютерные микросхемы меньших размеров. • Также нанолазер поможет создать новые коммуникационные пути на высшем уровне. • Новая технология основана на использовании нанолазерами не электронов, а фотонов для обработки сигналов, а также ускорения передачи информации.

20. Нанотехнологический концепт смартфона • Разработчики Nokia представили потрясающий концепт HumanForm. Они постарались совместить все последние достижения нанотехнологии с опытом пользователей. • Девайс больше походит на органическое существо. Все переключения возможны с помощью сгибания, встряски или сдвига его кожи. При просмотре фото, картинка осязаема, благодаря тактильным возможностям. В целом, концепт выглядит как фантастический гаджет, но думается, что авторы выпустят его уже в недалеком будущем.

21. Позитивные стороны нанотехнологий • Позитивные стороны использования нанотехнологий могут проявляться во многих отраслях науки. • Например, физики из университета штата Джорджия разработали нанодвигатель, который работает на химическом горючем. • Химики университета города Единбург создали ротаксан - молекулярную машину, которая позволяет обойти 2-ой закон термодинамики. • Специалисты из американский лабораторий Белла и из немецкого института коллоидов Макса Планка разработали своеобразную "молекулярную мышцу". • Новейшие технологии обещают преодолеть новые и пока что неизлечимые болезни. Предусматривается, что наночастицы будут использоваться для доставки к нужным органам полезных веществ и лекарств. По оценкам экспертов, уже до 2012 года 50% медикаментов будут производиться с помощью нанотехнологий. • Стремительно развиваются научные идеи "наноеды". Нанотехнологии предоставляют пищевикам уникальные возможности из тотального мониторинга в реальном времени  безопасности и качества продуктов.

22. Нанокартинки • Растровая электронная микрофотография образца боемита (Boehmite, AlOOH). Кристаллы похожие на лепестки роз образовались при реакции алюминия с водой, используемой дла получения водорода.

23. Нанокартинки • Золотая пальмовая ветвь.

24. Нанокартинки • Красивые нано цветы полученные из оксида цинка.

25. Наногоры и нанохолмы • Наногоры на поверхности листа люпина узколистного.  • Нанохолмы на крыле бабочки.

26. Нанокартинки • Композитные частицы на основе микросфер диоксида кремния и наночастиц серебра

27. Нанокартинки • Дрожжевая клетка, покрытая пленкой из полиэлектролитов и углеродных нанотрубок.

28. Нанокартинки • Кобальтовый лес, выращенный FIB'ом.

29. Нанокартинки • Центральная часть цветка,увеличение в 500 раз. Поистине феерическое зрелище

30. Итог • Нанотехнологии - это рождённые на стыке многих наук комплексы методов, позволяющих получение новых материалов или старых, но с изменёнными в нужном направлении и улучшенными свойствами, путём внесения в материал некоторых изменений на микроскопическом уровне. 

31. Источники Что такое нанотехнологии http://fractal-vortex.narod.ru/productive_forces/nanotech_2008.htm Интересное нано http://nano-planet.org/main/page/2/