ZAVRŠNI RAD NANOTEHNOLOGIJA

1. ZAVRŠNI RAD NANOTEHNOLOGIJA Mentor: DobrilaKuzmanić,dipl.ing. Učenik: Marin Begić Razred: 4.F

2. UVOD • Nanotehnologija je aktivnost gradnje i drugih djelovanja na strukturama kojima se dimenzije izražavaju u nanometrima • Prefiks “nano” oznaćava milijarditidiometra, 1 nm = 10-9 m • Molekule su vidljive isključivo elektroničkim mikroskopom • Znatno smanjujući kristalenekogmaterijala,potpuno mijenjamo i njegovasvojstva. Otrovnetvarimogupostatipotpunobezopasne, aliiobrnuto.

4. POVIJEST I RAZVOJ • “Nanotehnologijaćebitipoputotkrićaplastike”,Paul Alivisatos • Richard P. Feynman 1959. godine nasastankuAmeričkogfizikalnogdruštvaprvi raspravlja o osnovnimproblemimamanipuliranjaikontrolenamalojskali. Ne vidizaprekeda se cijelaenciklopedijazapišenapovršiniglavepribadače. • Eric Drexlerpotaknuo je razvojmolekularnenanotehnologijekoja se temeljinakonceptukontrolepozicioniranjaatomaiostvarenjasamoumnožavanjamolekularnihstrojeva.

5. Richard Smalley saSveučilišta Rice, dobitnikNobelovenagradezakemiju 1996. godinezaotkrićemolekule C60 ilifulerena, smatra da se energetskaiekološkakrizamogurazriješitiprvenstvenorazvojemnanotehnologije. • U 1997. godini formirana je prvakompanija (Zyvex) u Texasukojoj je ciljrazvojuređajakojićeomogućitigradnjupojedinačnimatomima (asembleri) • SAD je već 2005. prekoračio iznos ulaganja od milijardu dolara za razvoj nanotehnologije

6. Mikroskop atomske sile • Mikroskopatomskesile (AFM) jenapravanamijenjenapromatranjupovršinakoje nemorajunužnovoditistruju • Princip rada: sićušna sonda širine od 2 do 30 nm dovodi se u izravan kontakt s uzorkom a malipomacimjere se ilioptički (koristeći laser) ilielektrički (piezoelektričnemetodeodpiezoelektrikakaošto je kvarc) • Upotrijebljava sezapromatranjepovršina i biološkihuzoraka a atomi ilimolekulese mogupomicatipopovršinimaterijala

7. Scanning Tunneling Microscope • STM detektira slabašne struje koje teku između šiljaka mikroskopa i uzorka koji se proučava. Mogu se proučavati veličine do pojedinačnog atoma. Uz elektronski mikroskop može se koristiti za izgradnju nanostruktura.

8. Nanocijevi • Nanocijevi su izgrađene samo od atoma ugljika koji su raspoređeni u šesterokutnu ravnu mrežu savijenu u sićušnu cijev. Cijevi mogu biti odlični vodiči ili poluvodiči.

9. Čvrstoća na istezanje im je 10 puta veća od čvrstoće legiranog čelika a na pritisak dva puta veća nego vlakana kevlara • Tvrdoća i toplinska vodljivost dva puta je viša od dijamanta • Temperaturna stabilnost je bolja nego kod današnjih čipova • Vodljivost struje se procjenjuje da je nekoliko tisuća puta bolja od bakra

10. PRIMJENA • Nanolitografija: proizvodnja uzoraka na površinama atomskom točnošću. Vrh AFM mikroskopa se obloži tankim filmom molekula koje prelaze s vrha prema površini stvarajući nanometarske uzorke na površini (dip-pen litografija). Drugi način je top-down pristup koji se bazira na kemijskim reakcija. • Zaštita dokumenata: novčanice i putovnice nemoguće je lažirati zbog ovakve tehnologije

11. Elektronika • razvojkvantnihračunalakojićedovesti do potpunonoverazineračunalnesnagedovoljne zarješavanjenajzahtjevnijihmodelakvantnihproblemairazumjevanjunerazjašnjenih bio-kemijskihprocesa. • Minijaturizacija tranzistora i vodića na razinu jednog atoma, ispod granice od 5nm za CMOS. G.Mooreovje opaziodaće se složenostintegriranihkrugovaudvostručavatisvakedvijegodine a nanotehnologijom se jedino ostvaruje. • Pohrana podataka na 15 gušćoj mrežipoluvodljivogmaterijala, uključivanje računala bez potrebe za tvz. “boot up”-om

12. Medicina: liječenje od raka bez uništenja zdravog tkiva, savršeno zacjeljivanje rana i lomova, jednostavno spajanje krvnih žila • Naoružanje: mišići od nanocjevčica za umjetne udove super-vojnika, borbeno odjelo, roboti veličine insekata, u krivim rukama nevidljivi nanoroboti mogu biti opasni i za svoje stvoritelje • Svakodnevna uporaba: stakla i površine koje ne treba čisti otporne su na ogrebotine, nanofilteri za pročišćavanje ispušnih plinova i vode, dvostruko efikasnije solarne ploče