Primjeri nanotehnologija u računalnoj tehnologiji. Istraživački rad "nanotehnologija u našem životu". Princip rada s nanočesticama

Markin Kiril Petrovič

Područje znanosti i tehnologije koje se zove nanotehnologija relativno je nedavno. Izgledi ove znanosti su grandiozni. Sama čestica "nano" znači jedan milijarditi dio vrijednosti. Na primjer, nanometar je milijardni dio metra. Te su dimenzije slične onima molekula i atoma. Točna definicija nanotehnologija je sljedeća: nanotehnologije su tehnologije koje manipuliraju materijom na razini atoma i molekula (zbog čega se nanotehnologije nazivaju i molekularna tehnologija). Poticaj razvoju nanotehnologije bilo je predavanje Richarda Feynmana u kojem znanstveno dokazuje da sa stajališta fizike nema prepreka za stvaranje stvari izravno iz atoma. Kako bi se označilo sredstvo učinkovite manipulacije atomima, uveden je koncept asemblera - molekularnog nanostroja koji može izgraditi bilo koju molekularnu strukturu. Primjer prirodnog sastavljača je ribosom koji sintetizira proteine ​​u živim organizmima. Očito, nanotehnologija nije samo zaseban dio znanja, ona je opsežno, sveobuhvatno područje istraživanja povezano s temeljnim znanostima. Možemo reći da će gotovo svaki predmet koji se uči u školi na ovaj ili onaj način biti povezan s tehnologijama budućnosti. Najočitija je veza "nano" s fizikom, kemijom i biologijom. Čini se da će upravo te znanosti dobiti najveći poticaj za razvoj u vezi s nadolazećom nanotehničkom revolucijom.

Preuzimanje datoteka:

Pregled:

Općinska proračunska obrazovna ustanova

„Srednja škola br. 2 nazvana. A.A. Arakantsev Semikarakorsk

Uvod…………………………………………………………………..

1. Nanotehnologija u moderni svijet………………………………...

1.1 Povijest nastanka nanotehnologije…………………………...

1.2 Nanotehnologije u različitim sferama ljudskog djelovanja….

1.2.1 Nanotehnologije u svemiru………………………………………………

1.2.2 Nanotehnologije u medicini………………………………………….

1.2.3 Nanotehnologije u prehrambenoj industriji…………………...

1.2.4 Nanotehnologije u vojnim poslovima…………………………………..

Zaključak………………………………………………………………..

Bibliografija……………………………..................................... . ...

Uvod.

Trenutno malo ljudi zna što je nanotehnologija, iako je budućnost iza ove znanosti.

Cilj:

Naučite što je nanotehnologija;

Saznajte primjenu ove znanosti u raznim industrijama;

Saznajte može li nanotehnologija biti opasna za ljude.

Područje znanosti i tehnologije koje se zove nanotehnologija relativno je nedavno. Izgledi ove znanosti su grandiozni. Sama čestica "nano" znači jedan milijarditi dio vrijednosti. Na primjer, nanometar je milijardni dio metra. Te su dimenzije slične onima molekula i atoma. Točna definicija nanotehnologija je sljedeća: nanotehnologije su tehnologije koje manipuliraju materijom na razini atoma i molekula (zbog čega se nanotehnologije nazivaju i molekularna tehnologija). Poticaj razvoju nanotehnologije bilo je predavanje Richarda Feynmana u kojem znanstveno dokazuje da sa stajališta fizike nema prepreka za stvaranje stvari izravno iz atoma. Kako bi se označilo sredstvo učinkovite manipulacije atomima, uveden je koncept asemblera - molekularnog nanostroja koji može izgraditi bilo koju molekularnu strukturu. Primjer prirodnog sastavljača je ribosom koji sintetizira proteine ​​u živim organizmima. Očito, nanotehnologija nije samo zaseban dio znanja, ona je opsežno, sveobuhvatno područje istraživanja povezano s temeljnim znanostima. Možemo reći da će gotovo svaki predmet koji se uči u školi na ovaj ili onaj način biti povezan s tehnologijama budućnosti. Najočitija je veza "nano" s fizikom, kemijom i biologijom. Čini se da će upravo te znanosti dobiti najveći poticaj za razvoj u vezi s nadolazećom nanotehničkom revolucijom.

Već danas možemo uživati ​​u blagodatima i novim prilikamanano tehnologije u:

  • medicina, uključujući zrakoplovstvo;
  • farmakologija;
  • gerijatrija;
  • zaštita zdravlja nacije u kontekstu rastuće ekološke krize i katastrofa uzrokovanih ljudskim djelovanjem;
  • globalne računalne mreže i informacijske komunikacije temeljene na novim fizikalnim principima;
  • komunikacijski sustavi na ultra velikim udaljenostima;
  • automobilska, traktorska i zrakoplovna oprema;
  • sigurnost na cesti;
  • informacijski sigurnosni sustavi;
  • rješavanje ekoloških problema velegradova;
  • poljoprivreda;
  • rješavanje problematike opskrbe pitkom vodom i pročišćavanja otpadnih voda;
  • temeljno novi navigacijski sustavi;
  • obnova prirodnih mineralnih i ugljikovodičnih sirovina.

Odlučili smo se fokusirati na primjenu nanotehnologije u medicini, prehrambenoj industriji, vojsci i svemiru jer su ta područja pobudila naš interes.

1. Nanotehnologija u suvremenom svijetu.

1.1 Povijest nastanka nanotehnologije.

Znanost "Nanotehnologije ja" nastao zbog revolucionarnih promjena u informatici!

Godine 1947. izumljen je tranzistor, nakon čega je započela era procvata poluvodičke tehnologije u kojoj se veličina stvorenih silicijskih uređaja stalno smanjivala.Pojam "nanotehnologija"Godine 1974. Japanac Noryo Taniguchi predložio je opis procesa izgradnje novih predmeta i materijala manipuliranjem pojedinačnim atomima. Naziv dolazi od riječi "nanometar" - milijarditi dio metra (10-9 m).

U suvremenom smislu, nanotehnologije su tehnologije za proizvodnju supermikroskopskih struktura od najsitnijih čestica materije, kombinirajući sve tehničke procese koji su izravno povezani s atomima i molekulama.

Moderna nanotehnologija ima prilično dubok povijesni trag. Arheološki nalazi svjedoče o postojanju koloidnih formulacija u starom svijetu, na primjer, "kineska tinta" u starom Egiptu. Poznati čelik iz Damaska ​​nastao je zahvaljujući prisutnosti nanocijevi u njemu.

Ocem ideje o nanotehnologiji uvjetno se može smatrati grčki filozof Demokrit oko 400. godine pr. ere, prvi je upotrijebio riječ "atom", što na grčkom znači "neslomljiv", da bi opisao najmanju česticu materije.

Evo primjera razvojnog puta:

  • 1905. godine Švicarski fizičar Albert Einstein objavio je rad u kojem je dokazao da je veličina molekule šećera približno 1 nanometar.
  • 1931. godine Njemački fizičari Max Knoll i Ernst Ruska stvorili su elektronski mikroskop koji je po prvi put omogućio proučavanje nano-objekata.
  • 1934. godine Američki teorijski fizičar, dobitnik Nobelove nagrade Eugene Wigner teorijski je potkrijepio mogućnost stvaranja ultrafinog metala s relativno malim brojem vodljivih elektrona.
  • 1951. godine John von Neumann izdvojio je principe samokopirnih strojeva, znanstvenici su općenito potvrdili njihovu mogućnost.
  • Godine 1953. Watson i Crick opisali su strukturu DNK, koja je pokazala kako živa bića prenose upute koje upravljaju njihovom konstrukcijom.
  • 1959. godine Američki fizičar Richard Feynman prvi je objavio rad ocjenjujući izglede za minijaturizaciju. Nobelovac R. Feynman je napisao frazu koja se danas doživljava kao proročanstvo: "Koliko ja mogu vidjeti, principi fizike ne zabranjuju manipulaciju pojedinačnim atomima." Ova je ideja izrečena kada još nije bio prepoznat početak postindustrijske ere; tih godina nije bilo integriranih sklopova, mikroprocesora, osobnih računala.
  • 1974. godine Japanski fizičar Norio Taniguchi skovao je izraz "nanotehnologija" kako bi označio mehanizme veličine manje od jednog mikrona. Grčka riječ "nanos" znači otprilike "starac".
  • 1981. godine Gleiter je prvi skrenuo pozornost na mogućnost stvaranja materijala s jedinstvenim svojstvima, čiju strukturu predstavljaju kristaliti nanorazmjera.
  • Dana 27. ožujka 1981., vijesti radija CBS citirale su NASA-inog znanstvenika koji je rekao da će inženjeri moći izgraditi samoreplicirajuće robote u roku od dvadeset godina, za korištenje u svemiru ili na Zemlji. Ti bi strojevi gradili kopije samih sebe, a kopije bi mogle dobiti upute za stvaranje korisnih proizvoda.
  • 1982. G. Bining i G. Rohrer stvaraju prvi skenirajući tunelski mikroskop.
  • 1985. godine Američki fizičari Robert Curl, Harold Kroto i Richard Smaley stvorili su tehnologiju koja vam omogućuje precizno mjerenje objekata promjera jednog nanometra.
  • 1986. godine Nanotehnologija je postala poznata široj javnosti. Američki znanstvenik Eric Drexler objavio je knjigu Engines of Creation: The Coming of the Era of Nanotechnology, u kojoj je predvidio da će se nanotehnologija uskoro početi aktivno razvijati.
  • 1991., Houston (SAD), Odjel za kemiju, Sveučilište Rice. U svom laboratoriju dr. R. Smalley (dobitnik Nobelove nagrade 1996.) koristio je laser za isparavanje grafita pod vakuumom, čija se plinovita faza sastojala od prilično velikih krastera: svaki sa 60 atoma ugljika. Klaster od 60 atoma je stabilniji jer ima povećanu slobodnu energiju. Ovaj klaster je strukturna formacija slična nogometnoj lopti i predloženo je da se ova molekula nazove fulerenom.
  • 1991. Sumio Ijima, zaposlenik laboratorija NEC u Japanu, prvi je otkrio ugljikove nanocijevi, što su prije nekoliko mjeseci ranije predvidjeli ruski fizičar L. Chernozatonsky i Amerikanac J. Mintmir.
  • 1995. godine Na Istraživačkom institutu za fiziku i kemiju nazvanu po L.Ya. Karpov je razvio senzor temeljen na filmskom nanokompozitu koji detektira različite tvari u atmosferi (amonijak, alkohol, vodena para).
  • 1997. godine Richard E. Smalley, dobitnik Nobelove nagrade za kemiju 1996., profesor kemije i fizike, predvidio je sklapanje atoma do 2000. godine i predvidio pojavu prvih komercijalnih nanoproizvoda u isto vrijeme. Ovo predviđanje se obistinilo unutar predviđenog vremenskog okvira.
  • 1998. godine eksperimentalno su potvrđene ovisnosti električnih svojstava nanocijevi o geometrijskim parametrima.
  • 1998. godine Nizozemski fizičar Seez Dekker stvorio je tranzistor na temelju nanotehnologije.
  • 1998. godine Brzina razvoja nanotehnologije počela je naglo rasti. Japan je identificirao nanotehnologiju kao vjerojatnu kategoriju tehnologije za 21. stoljeće.
  • 1999. godine Američki fizičari James Tour i Mark Reed utvrdili su da se jedna molekula može ponašati na isti način kao molekularni lanci.
  • godina 2000. Istraživački tim Hewlett-Packarda stvorio je molekulu prekidača ili minimikrodiodu koristeći najnovije nanotehnološke metode samosastavljanja.
  • godina 2000. Početak ere hibridne nanoelektronike.
  • 2002. godine S. Dekker spojio je nanocijev s DNK, dobivši jedan nanomehanizam.
  • 2003. godine Japanski znanstvenici postali su prvi u svijetu koji su stvorili uređaj u čvrstom stanju koji implementira jedan od dva glavna elementa potrebna za stvaranje kvantnog računala. 2004. godine. Predstavljeno je "prvo" kvantno računalo na svijetu
  • 7. rujna 2006. Vlada Ruska Federacija odobrio koncept Federalnog ciljnog programa za razvoj nanotehnologija za 2007.-2010.

Na ovaj način Povijesno se formirajući, do danas, nanotehnologija, osvojivši teoretsko polje društvene svijesti, nastavlja prodirati u njezin svakodnevni sloj.

No, nanotehnologiju ne treba svesti samo na lokalni revolucionarni iskorak u tim područjima (elektronika, informacijska tehnologija). U nanotehnologiji je već postignut niz izuzetno važnih rezultata, koji nam omogućuju da se nadamo značajnom napretku u razvoju mnogih drugih područja znanosti i tehnologije (medicina i biologija, kemija, ekologija, energetika, mehanika itd.). Na primjer, pri prijelazu na nanometarsko područje (tj. na objekte karakterističnih duljina od oko 10 nm) mnoga najvažnija svojstva tvari i materijala značajno se mijenjaju. Govorimo o tako važnim karakteristikama kao što su električna vodljivost, optički indeks loma, magnetska svojstva, čvrstoća, otpornost na toplinu itd. Na temelju materijala S Već se stvaraju nove vrste solarnih baterija, pretvarača energije, ekološki prihvatljivih proizvoda itd. s novim svojstvima.Moguće je da će proizvodnja jeftinih, energetski štedljivih i ekološki prihvatljivih materijala biti najvažnija posljedica uvođenja nanotehnologije.Već su stvoreni visoko osjetljivi biološki senzori (senzori) i drugi uređaji koji omogućuju govoriti o nastanku nove znanosti nanobiotehnologije i imaju velike izglede za praktičnu primjenu. Nanotehnologija nudi nove mogućnosti za mikrostrojnu obradu materijala i stvaranje na toj osnovi novih proizvodnih procesa i novih proizvoda, koji bi trebali imati revolucionaran utjecaj na ekonomski i društveni život budućih generacija.

1.2. Nanotehnologije u raznim sferama ljudskog života

Prodor nanotehnologije u sfere ljudske djelatnosti može se prikazati kao stablo nanotehnologije. Aplikacija ima oblik stabla čije grane predstavljaju glavna područja primjene, a grane velikih grana predstavljaju diferencijaciju unutar glavnih područja primjene na ovaj trenutak vrijeme.

Danas (2000. - 2010.) postoji sljedeća slika:

  • biološke znanosti uključuju razvoj tehnologije genskih oznaka, površina za implantate, antimikrobnih površina, ciljanih lijekova, inženjering tkiva, onkološku terapiju.
  • jednostavna vlakna sugeriraju razvoj papirne tehnologije, jeftini građevinski materijali, lagane ploče, autodijelovi, materijali za teške uvjete rada.
  • Nano klipovi uključuju proizvodnju novih tkanina, staklenih premaza, "pametnih" pijesaka, papira, karbonskih vlakana.
  • zaštita od korozije pomoću nano-aditiva za bakar, aluminij, magnezij, čelik.
  • Katalizatori se primjenjuju u poljoprivredi, dezodoraciji i proizvodnji hrane.
  • Materijali koji se lako čiste koriste se u svakodnevnom životu, arhitekturi, mliječnoj i prehrambenoj industriji, prometnoj industriji i sanitarnim uvjetima. Riječ je o proizvodnji samočistećih stakala, bolničke opreme i alata, premaza protiv plijesni, keramike koja se lako čisti.
  • Biopremazi se koriste u sportskoj opremi i ležajevima.
  • Optika kao područje primjene nanotehnologije uključuje područja kao što su elektrokromatika, proizvodnja optičkih leća. Riječ je o novoj fotokromatskoj optici, optici koja se lako čisti i optici s premazom.
  • Keramika u području nanotehnologije omogućuje dobivanje elektroluminiscencije i fotoluminiscencije, tiskarskih pasta, pigmenata, nanoprahova, mikročestica, membrana.
  • Računalna tehnika i elektronika kao područje primjene nanotehnologije razvit će elektroniku, nanosenzore, kućna (ugrađena) mikroračunala, alate za vizualizaciju i pretvarače energije. Dalje je to razvoj globalnih mreža, bežičnih komunikacija, kvantnih i DNK računala.
  • Nanomedicina, kao područje primjene nanotehnologije, su nanomaterijali za protetiku, "pametne" proteze, nanokapsule, dijagnostičke nanosonde, implantati, DNA rekonstruktori i analizatori, "pametni" i precizni instrumenti, usmjerena farmaceutika.
  • Svemir kao sfera primjene nanotehnologije otvorit će perspektivu za mehanoelektrične pretvarače sunčeve energije, nanomaterijale za svemirsku primjenu.
  • Ekologija kao sfera primjene nanotehnologije je obnova ozonskog omotača, kontrola vremena.

1.2.1 Nanotehnologija u svemiru

U svemiru bjesni revolucija. Počeli su se stvarati sateliti i nanouređaji do 20 kilograma.

Stvoren je sustav mikrosatelita, manje je osjetljiv na pokušaje uništenja. Jedno je oboriti kolosa u orbiti teškog nekoliko stotina kilograma, pa čak i tona, odmah stavljajući izvan pogona sve svemirske komunikacije ili obavještajne podatke, a drugo kada je u orbiti čitav roj mikrosatelita. Neuspjeh jednog od njih u ovom slučaju neće poremetiti rad sustava u cjelini. Sukladno tome mogu se smanjiti zahtjevi za pouzdanost rada svakog satelita.

Mladi znanstvenici smatraju da ključnim problemima mikrominijaturizacije satelita, među ostalim, treba pripisati stvaranje novih tehnologija u području optike, komunikacijskih sustava, metoda prijenosa, primanja i obrade velikih količina informacija. Riječ je o nanotehnologijama i nanomaterijalima koji omogućuju smanjenje mase i dimenzija uređaja koji se lansiraju u svemir za dva reda veličine. Na primjer, čvrstoća nanonikla je 6 puta veća od čvrstoće običnog nikla, što omogućuje, kada se koristi u raketnim motorima, smanjenje mase mlaznice za 20-30%.Smanjenje mase svemirske tehnologije rješava mnoge probleme: produljuje boravak letjelice u svemiru, omogućuje joj daljnji let i nosi više bilo kakve korisne opreme za istraživanje. Istovremeno se rješava i problem opskrbe energijom. Minijaturni uređaji uskoro će se koristiti za proučavanje mnogih fenomena, poput udara sunčeve zrake o procesima na Zemlji iu okozemaljskom svemiru.

Svemir danas nije egzotika, a njegovo istraživanje nije samo stvar prestiža. Prije svega, to je pitanje nacionalne sigurnosti i nacionalne konkurentnosti naše države. Upravo razvoj supersloženih nanosustava može postati nacionalna prednost zemlje. Kao i nanotehnologija, nanomaterijali će nam dati priliku da ozbiljno razgovaramo o letovima ljudske posade na razne planete. Sunčev sustav. Upravo korištenje nanomaterijala i nanomehanizama može učiniti letove s ljudskom posadom na Mars i istraživanje Mjesečeve površine stvarnošću.Još jedan iznimno popularan smjer u razvoju mikrosatelita je stvaranje daljinskog istraživanja Zemlje (ERS). Počelo se formirati tržište za potrošače informacija s razlučivošću satelitskih slika od 1 m u radarskom dometu i manje od 1 m u optičkom dometu (prije svega, takvi se podaci koriste u kartografiji).

1.2.2 Nanotehnologija u medicini

Najnoviji napredak u nanotehnologiji, prema znanstvenicima, može biti vrlo koristan u borbi protiv raka. Lijek protiv raka razvijen je izravno u metu - u stanice zahvaćene malignim tumorom. Novi sustav temeljen na materijalu poznatom kao biosilicij. Nanosilikon ima poroznu strukturu (deset atoma u promjeru), što je pogodno za uvođenje lijekova, proteina i radionuklida. Postigavši ​​cilj, biosilicij se počinje raspadati, a lijekovi koje isporučuje počinju djelovati. Štoviše, prema programerima, novi sustav vam omogućuje da prilagodite dozu lijeka.

Za zadnjih godina Zaposlenici Centra za biološku nanotehnologiju rade na stvaranju mikrosenzora koji će se koristiti za otkrivanje stanica raka u tijelu i borbu protiv ove strašne bolesti.

Nova tehnika za prepoznavanje stanica raka temelji se na implantaciji sićušnih kuglastih spremnika od sintetskih polimera nazvanih dendrimeri (od grčkog dendron - stablo) u ljudsko tijelo. Ovi su polimeri sintetizirani u posljednjem desetljeću i imaju temeljno novu, nečvrstu strukturu koja podsjeća na strukturu koralja ili drva. Takvi polimeri se nazivaju hiperrazgranati ili kaskadni. Oni kod kojih je grananje pravilno nazivaju se dendrimeri. U promjeru, svaka takva kugla, ili nanosenzor, doseže samo 5 nanometara - 5 milijarditih dijelova metra, što omogućuje postavljanje milijardi takvih nanosenzora na malo područje prostora.

Jednom kada uđu u tijelo, ti će sićušni senzori prodrijeti u limfocite, bijele krvne stanice koje pružaju obrambenu reakciju tijela protiv infekcija i drugih patogena. S imunološkim odgovorom limfoidnih stanica na određenu bolest ili uvjete okoline - prehladu ili izloženost zračenju, na primjer - struktura proteina stanice se mijenjaju. Svaki nanosenzor, obložen posebnim kemikalijama, počet će svijetliti s takvim promjenama.

Kako bi vidjeli taj sjaj, znanstvenici će izraditi poseban uređaj koji skenira mrežnicu. Laser takvog uređaja trebao bi otkriti sjaj limfocita kada jedan po jedan prolaze kroz uske kapilare fundusa. Ako u limfocitima postoji dovoljno obilježenih senzora, potrebno je skeniranje od 15 sekundi da se otkrije oštećenje stanice, kažu znanstvenici.

Ovdje se očekuje najveći utjecaj nanotehnologije, budući da ona utječe na samu osnovu postojanja društva – čovjeka. Nanotehnologija doseže takvu dimenzionalnu razinu fizičkog svijeta, na kojoj razlika između živog i neživog postaje nepostojana - to su molekularni strojevi. Čak se i virus djelomično može smatrati živim sustavom, jer sadrži podatke o njegovoj konstrukciji. Ali ribosom, iako se sastoji od istih atoma kao i cijela organska tvar, ne sadrži takve informacije i stoga je samo organski molekularni stroj. Nanotehnologija u svom razvijenom obliku uključuje konstrukciju nanorobota, molekularnih strojeva anorganskog atomskog sastava, ti će strojevi moći graditi svoje kopije, imajući informacije o takvoj konstrukciji. Stoga se granica između živog i neživog počinje zamagljivati. Do danas je stvoren samo jedan primitivni hodajući DNK robot.

Nanomedicinu predstavljaju sljedeće mogućnosti:

1. Labs on a chip, ciljana isporuka lijeka u tijelu.

2. DNA – čipovi (stvaranje pojedinačnih lijekova).

3. Umjetni enzimi i antitijela.

4. Umjetni organi, umjetni funkcionalni polimeri (zamjene za organska tkiva). Ovaj smjer je usko povezan s idejom umjetnog života iu budućnosti dovodi do stvaranja robota s umjetnom sviješću i sposobnih za samoizlječenje na molekularnoj razini. To je zbog širenja koncepta života izvan organskog

5. Nanoroboti-kirurzi (biomehanizmi koji provode promjene i potrebne medicinske radnje, prepoznavanje i uništavanje stanica raka). Ovo je najradikalnija primjena nanotehnologije u medicini bit će stvaranje molekularnih nanorobota koji mogu uništiti infekcije i kancerogene tumore, popraviti oštećenu DNK, tkiva i organe, duplicirati čitave sustave održavanja života u tijelu, promijeniti svojstva tijela.

Promatrajući jedan atom kao ciglu ili "detalj", nanotehnologije traže praktične načine od tih dijelova konstruirati materijale s određenim karakteristikama. Mnoge tvrtke već znaju sastaviti atome i molekule u određene strukture.

U budućnosti će se sve molekule sastavljati poput dječjeg dizajnera. Za to se planira koristiti nanorobote (nanobote). Svaka kemijski stabilna struktura koja se može opisati može se zapravo izgraditi.. Budući da se nanobot može programirati za izgradnju bilo koje strukture, posebno za izgradnju drugog nanobota, oni će biti vrlo jeftini. Radeći u velikim grupama, nanoboti će moći stvoriti bilo koje objekte uz niske troškove i visoku točnost. U medicini problem korištenja nanotehnologija leži u potrebi promjene strukture stanice na molekularnoj razini, tj. izvršiti "molekularnu kirurgiju" uz pomoć nanobota. Očekuje se stvaranje molekularnih robotskih liječnika koji mogu "živjeti" unutar ljudskog tijela, eliminirajući sva oštećenja koja nastanu, odnosno spriječiti nastanak istih.Manipulirajući pojedinačnim atomima i molekulama, nanoboti će moći popravljati stanice. Predviđeno vrijeme za nastanak robotskih liječnika je prva polovica 21. stoljeća.

Unatoč trenutnom stanju stvari, nanotehnologije, kao kardinalno rješenje problema starenja, više su nego obećavajuće.

To je zbog činjenice da nanotehnologije imaju veliki potencijal za komercijalnu primjenu u mnogim industrijama, pa, sukladno tome, osim ozbiljnog državnog financiranja, istraživanja u tom smjeru provode mnoge velike korporacije.

Moguće je da će nakon poboljšanja osigurati " vječna mladost“Nanoboti više neće biti potrebni ili će ih proizvesti sama stanica.

Za postizanje ovih ciljeva čovječanstvo mora riješiti tri glavna pitanja:

1. Dizajnirajte i izradite molekularne robote koji mogu popraviti molekule.
2. Dizajnirati i izraditi nanoračunala koja će upravljati nanostrojevima.
3. Kreirajte Potpuni opis svih molekula u ljudskom tijelu, drugim riječima, stvoriti mapu ljudskog tijela na atomskoj razini.

Glavna poteškoća s nanotehnologijom je problem stvaranja prvog nanobota. Postoji nekoliko smjerova koji obećavaju.

Jedan od njih je poboljšati skenirajući tunelski mikroskop ili mikroskop atomske sile i postići položajnu točnost i snagu zahvata.
Drugi put do stvaranja prvog nanobota vodi kroz kemijsku sintezu. Možda dizajniranje i sintetiziranje genijalnih kemijskih komponenti koje bi bile sposobne za samosastavljanje u otopini.
A drugi put vodi kroz biokemiju. Ribosomi (unutar stanice) su specijalizirani nanoboti i možemo ih koristiti za stvaranje svestranijih robota.

Ovi nanoboti moći će usporiti proces starenja, liječiti pojedinačne stanice i komunicirati s pojedinačnim neuronima.

Istraživanja su započela relativno nedavno, ali tempo otkrića u ovom području je izuzetno visok, mnogi vjeruju da je to budućnost medicine.

1.2.3 Nanotehnologija u prehrambenoj industriji

Nanohrana (nanohrana) je nov, opskuran i neugledan pojam. Hrana za nanoljude? Vrlo male porcije? Hrana proizvedena u nanotvornicama? Naravno da ne. Ali ipak je to čudan trend u prehrambenoj industriji. Ispostavilo se da je nanojeding cijeli skup znanstvenih ideja koje su već na putu implementacije i primjene u industriji. Prvo, nanotehnologija može proizvođačima hrane pružiti jedinstvene prilike za potpuno praćenje kvalitete i sigurnosti proizvoda u stvarnom vremenu izravno u procesu proizvodnje. Riječ je o dijagnostičkim strojevima koji koriste različite nanosenzore ili tzv. kvantne točke koji mogu brzo i pouzdano otkriti i najmanje kemijske kontaminante ili opasne biološke agense u proizvodima. A proizvodnja hrane, njezin transport i metode skladištenja mogu dobiti svoj dio korisnih inovacija iz nanotehnološke industrije. Prema znanstvenicima, prvi masovni strojevi ove vrste pojavit će se u masovnoj proizvodnji hrane u sljedeće četiri godine. Ali na dnevnom redu su i radikalnije ideje. Jeste li spremni progutati nanočestice koje ne vidite? Ali što ako se nanočestice namjenski koriste za isporuku korisnih tvari i lijekova u točno odabrane dijelove tijela? Što ako se takve nanokapsule mogu unijeti u prehrambeni proizvodi? Do sada nitko nije koristio nanohranu, ali preliminarni razvoj već je u tijeku. Stručnjaci kažu da se jestive nanočestice mogu napraviti od silicija, keramike ili polimera. I naravno – organska tvar. I ako je sa sigurnošću takozvanih "mekih" čestica, po strukturi i sastavu sličnih biološkim materijalima, sve jasno, onda su "tvrde" čestice sastavljene od anorganskih tvari velika bijela mrlja na sjecištu dvaju teritorija - nanotehnologija i biologija. Znanstvenici još uvijek ne mogu reći kojim će se rutama takve čestice kretati u tijelu i gdje će se zbog toga zaustaviti. Ovo tek treba vidjeti. Ali neki stručnjaci već crtaju futurističke slike o dobrobitima nanojedača. Osim što dostavlja vrijedne hranjive tvari u prave stanice. Ideja je sljedeća: svi kupuju isto piće, ali tada će potrošač moći kontrolirati nanočestice na način da će se okus, boja, miris i koncentracija pića mijenjati pred njegovim očima.

1.2.4 Nanotehnologija u vojsci

Vojna uporaba nanotehnologija otvara kvalitativno novu razinu vojno-tehničke dominacije u svijetu. Glavni pravci u stvaranju novog oružja temeljenog na nanotehnologiji mogu se smatrati:

1. Stvaranje novih snažnih minijaturnih eksplozivnih naprava.

2. Uništavanje makrouređaja s nanorazine.

3. Špijunaža i suzbijanje boli pomoću neurotehnologija.

4. Biološko oružje i nanouređaji genetskog usmjeravanja.

5. Nanooprema za vojnike.

6. Zaštita od kemijskog i biološkog oružja.

7. Nanouređaji u sustavima upravljanja vojnom opremom.

8. Nanopremazi za vojnu opremu.

Nanotehnologija će omogućiti proizvodnju snažnih eksploziva. Veličina eksploziva može se smanjiti deset puta. Napad navođenim projektilima s nano-eksplozivima na postrojenja za preradu nuklearnog goriva mogao bi zemlju lišiti fizičke sposobnosti proizvodnje plutonija za oružje. Uvođenje malih robotskih uređaja u elektroničku opremu može poremetiti rad električnih krugova i mehanike uz pomoć. Kvar kontrolnih centara i zapovjednih mjesta ne može se spriječiti ako se nanouređaji ne izoliraju. Roboti za rastavljanje materijala na atomskoj razini postat će moćno oružje koje u prah pretvara oklope tenkova, betonske konstrukcije bunkera, trupove nuklearni reaktori i tijela vojnika. Ali to je još uvijek samo izgled za napredni oblik nanotehnologije. U međuvremenu se provode istraživanja u području neuronskih tehnologija čiji će razvoj dovesti do pojave vojnih nanouređaja koji vrše špijunažu, odnosno presreću kontrolu nad funkcijama ljudskog tijela, koristeći vezu pomoću nanouređaja za živčani sustav. NASA-ini laboratoriji već su izradili operativne uzorke opreme za presretanje internog govora. Fotonske komponente na nanostrukturama sposobne za primanje i obradu golemih količina informacija postat će osnova sustava za praćenje svemira, nadzora zemlje i špijunaže. Uz pomoć nanouređaja ugrađenih u mozak, moguće je dobiti "umjetni" (tehnički) vid s proširenim spektrom percepcije, u usporedbi s biološkim vidom. Sustav za suzbijanje boli za vojnike ugrađen u tijelo i mozak, neuročipovi su u razvoju.

Sljedeća primjena nanotehnologije u vojnoj sferi su nanouređaji za genetsko navođenje. Genetski vođeni nanouređaj može se programirati za određene destruktivne radnje, ovisno o genetskoj strukturi DNK stanice u kojoj se nalazi. Kao uvjet za aktivaciju uređaja postavljena je jedinstvena stranica genetski kod određena osoba ili predložak za djelovanje na grupu ljudi. Razlikovanje normalne epidemije od etničkog čišćenja bilo bi gotovo nemoguće bez alata za otkrivanje nanobota. Nanouređaji će raditi samo protiv određene vrste ljudi i pod strogo definiranim uvjetima. Jednom u tijelu, nanouređaj se neće manifestirati ni na koji način sve do naredbe za aktivaciju. Sljedeća primjena nanotehnologije je oprema i oprema vojnika. Predlaže se napraviti neku vrstu hibrida od osobe, uniforme i oružja, čiji će elementi biti tako blisko povezani da se potpuno opremljeni vojnik budućnosti može nazvati zasebnim organizmom.

Nanotehnologija je napravila iskorak u proizvodnji oklopa i prsluka.

Vojna oprema trebala bi biti opremljena posebnom "elektromehaničkom bojom" koja će mijenjati boju i sprječavati koroziju. Nano-boja će moći "zategnuti" manja oštećenja na tijelu stroja i sastojat će se od velikog broja nano-mehanizama koji će omogućiti obavljanje svih navedenih funkcija. Uz pomoć sustava optičkih matrica, koji će biti zasebni nanomašine u "boji", istraživači žele postići efekt nevidljivosti automobila ili letjelice.

Nanotehnologija će donijeti promjene u vojnoj sferi. Nova kvalitativno transformirana i nekontrolirana utrka u naoružanju. Kontrola nad nanotehnologijom se stvarno može provesti samo u globalnoj civilizaciji. Nanotehnologija će omogućiti potpunu mehanizaciju borbe na terenu, isključujući prisutnost moderniziranih vojnika.

Dakle, glavni zaključak o rezultatu prodora nanotehnologije u područje oružja je perspektiva formiranja globalnog društva sposobnog kontrolirati nanotehnologiju i utrku u naoružanju. Taj trend univerzalizma određen je racionalnošću tehnogene civilizacije i izražava njezine interese i vrijednosti.

Zaključak

Nakon što sam pojasnio pojam nanotehnologije, ocrtavajući njezine izglede i zadržavajući se na mogućim opasnostima i prijetnjama, želio bih izvući zaključak. Vjerujem da je nanotehnologija mlada znanost čiji se rezultati razvoja mogu promijeniti do neprepoznatljivosti svijet. I kakve će te promjene biti - korisne, koje neusporedivo olakšavaju život, ili štetne, prijeteći čovječanstvu- ovisi o međusobnom razumijevanju i razumnosti ljudi. A međusobno razumijevanje i razumnost izravno ovise o razini ljudskosti, što podrazumijeva odgovornost osobe za svoje postupke. Stoga je najvažnija potreba posljednjih godina prije neizbježnog nanotehnološkog "booma" odgoj filantropije. Samo razumni i humani ljudi mogu nanotehnologije pretvoriti u odskočnu dasku za razumijevanje Svemira i svog mjesta u ovom Svemiru.

Bibliografija

  1. Osnove objektno orijentiranog programiranja u Delphiju: Proc. dodatak / V. V. Kuznjecov, I. V. Abdrašitova; ur. T. B. Korneeva. - ur. 3., revidirano. i dodatni - Tomsk, 2008. - 120 str.
  2. Kimmel P. Izrada aplikacije u Delphiju./P. Kimel - M: Williams, 2003. - 114 str.
  3. Kobayashi N. Uvod u nanotehnologiju / N. kobajagi. - M.: Binom, 2005 - 134s
  4. Chaplygin A. Nanotehnologije u elektronici / A. Chaplygin. - 2005 M.: tehnosfera
  5. http:// www.delphi.com
    Pregled:

    Za korištenje pregleda prezentacija, kreirajte Google račun (račun) i prijavite se:

Y. SVIDINENKO, inženjer-fizičar

Nanostrukture će zamijeniti tradicionalne tranzistore.

Kompaktna obrazovna nanotehnološka postavka "UMKA" omogućuje manipulacije pojedinačnim skupinama atoma.

Uz pomoć instalacije "UMKA" moguće je pregledati površinu DVD-a.

Već je objavljen udžbenik za buduće nanotehnologe.

Nanotehnologije koje su se pojavile u posljednjoj četvrtini 20. stoljeća ubrzano se razvijaju. Gotovo svaki mjesec javljaju se novi projekti koji su se prije godinu-dvije činili kao čista fantazija. Prema definiciji koju je dao pionir ovog smjera Eric Drexler, nanotehnologija je "očekivana proizvodna tehnologija usmjerena na jeftinu proizvodnju uređaja i tvari s unaprijed određenom atomskom strukturom". To znači da djeluje na pojedinačne atome kako bi se dobile strukture s atomskom preciznošću. To je temeljna razlika između nanotehnologija i modernih "bulk" tehnologija koje manipuliraju makro objektima.

Podsjećamo čitatelja da je nano prefiks koji označava 10 -9. Osam atoma kisika može se rasporediti na segmentu dugom jedan nanometar.

Nanoobjekti (na primjer, metalne nanočestice), u pravilu, imaju fizičke i Kemijska svojstva, koja se razlikuju kako od svojstava većih objekata od istog materijala tako i od svojstava pojedinačnih atoma. Recimo da je talište čestica zlata veličine 5-10 nm stotinama stupnjeva niže od tališta komada zlata volumena 1 cm 3 .

Istraživanja koja se provode u području nanoskala nalaze se na raskrižju znanosti, često istraživanja u području znanosti o materijalima utječu na područja biotehnologije, fizike čvrstog stanja i elektronike.

Vodeći svjetski stručnjak u području nanomedicine Robert Freitas rekao je: "Buduće nanomašine trebale bi se sastojati od milijardi atoma, tako da će njihov dizajn i konstrukcija zahtijevati napore tima stručnjaka. Svaki dizajn nanorobota zahtijevat će kombinirane napore nekoliko istraživački timovi U dizajnu i konstrukciji zrakoplova Boeing 777 sudjelovali su mnogi timovi diljem svijeta Nanomedicinski robot budućnosti, koji se sastoji od milijun (ili čak i više) radnih dijelova, bit će složen poput zrakoplova u smislu složenosti dizajna ."

NANOPROIZVODI OKO NAS

Nanosvijet je složen i još uvijek relativno malo proučavan, a opet nije tako daleko od nas kao što se činilo prije nekoliko godina. Većina nas redovito koristi neki oblik nanotehnologije, a da toga nije ni svjestan. Na primjer, moderna mikroelektronika više nije mikro, već nano: tranzistori koji se danas proizvode - osnova svih čipova - leže u rasponu do 90 nm. Već je u planu daljnja minijaturizacija elektroničkih komponenti na 60, 45 i 30 nm.

Štoviše, kako su nedavno najavili predstavnici tvrtke Hewlett-Packard, tranzistori proizvedeni tradicionalnom tehnologijom bit će zamijenjeni nanostrukturama. Jedan takav element su tri vodiča široka nekoliko nanometara: dva su paralelna, a treći se nalazi pod pravim kutom na njih. Provodnici se ne dodiruju, već prolaze kao mostovi, jedan preko drugog. Istodobno, molekularni lanci formirani od materijala nanožica pod utjecajem napona koji se na njih primjenjuje spuštaju se s gornjih vodiča na donje. Sklopovi izgrađeni ovom tehnologijom već su pokazali sposobnost pohranjivanja podataka i izvođenja logičkih operacija, odnosno zamjene tranzistora.

S novom tehnologijom, veličina dijelova mikro krugova znatno će pasti ispod granice od 10-15 nanometara, do razine na kojoj tradicionalni poluvodički tranzistori jednostavno fizički ne mogu raditi. Vjerojatno će se već u prvoj polovici sljedećeg desetljeća pojaviti serijski mikrosklopovi (još uvijek tradicionalni, silicijski) u koje će biti ugrađen određeni broj nanoelemenata stvorenih novom tehnologijom.

Kodak je lansirao Ultima inkjet papir 2004. Ima devet slojeva. Gornji sloj se sastoji od keramičkih nanočestica koje papir čine debljim i sjajnijim. Unutarnji slojevi sadrže pigmentne nanočestice veličine 10 nm koje poboljšavaju kvalitetu tiska. A polimerne nanočestice uključene u sastav premaza doprinose brzoj fiksaciji boje.

Direktor američkog Instituta za nanotehnologiju Chad Mirkin vjeruje da će "nanotehnologija obnoviti sve materijale iznova. Svi materijali dobiveni molekularnom proizvodnjom bit će novi, budući da do sada čovječanstvo nije imalo priliku razviti i proizvesti nanostrukture. Sada ih koristimo samo u industriji ono što nam priroda daje. Izrađujemo ploče od drva, izrađujemo žicu od vodljivog metala. Nanotehnološki pristup je da ćemo obraditi gotovo sve Prirodni resursi u takozvane "građevne elemente" koji će činiti temelj buduće industrije."

Sada već vidimo početak nanorevolucije: to su i novi računalni čipovi, i nove tkanine koje ne ostavljaju mrlje, i korištenje nanočestica u medicinskoj dijagnostici (vidi i "Znanost i život" br. ,, 2005.). Čak je i kozmetička industrija zainteresirana za nanomaterijale. Oni mogu stvoriti mnoge nove nestandardne pravce u kozmetici koji prije nisu postojali.

U rasponu nanoskala, gotovo svaki materijal pokazuje jedinstvena svojstva. Na primjer, poznato je da ioni srebra imaju antiseptičko djelovanje. Otopina nanočestica srebra ima znatno veću aktivnost. Ako ovom otopinom tretirate zavoj i nanesete ga na gnojna rana, upala će proći i rana će zacijeliti brže nego kod klasičnih antiseptica.

Domaći koncern "Nanoindustrija" razvio je tehnologiju za proizvodnju nanočestica srebra stabilnih u otopinama i u adsorbiranom stanju. Dobiveni lijekovi imaju širok spektar antimikrobnog djelovanja. Tako je postalo moguće kreirati cijeli niz proizvoda s antimikrobnim svojstvima uz neznatnu promjenu tehnološkog procesa od strane proizvođača postojećih proizvoda.

Nanočestice srebra mogu se koristiti za modificiranje tradicionalnih i stvaranje novih materijala, premaza, dezinfekcijskih sredstava i deterdženata (uključujući zubne paste i paste za čišćenje, praškove za pranje, sapune) i kozmetike. Premazi i materijali (kompozitni, tekstilni, lak, karbonski i drugi) modificirani nanočesticama srebra mogu se koristiti kao preventivna antimikrobna zaštitna sredstva na mjestima gdje je povećan rizik od širenja infekcija: u transportu, u ugostiteljskim objektima, u poljoprivrednim i stočarskim objektima, u dječjem, sportskom, medicinske ustanove. Nanočestice srebra mogu se koristiti za pročišćavanje vode i uništavanje patogena u filtrima klima uređaja, bazenima, tuševima i drugim sličnim javnim mjestima.

Slični proizvodi se također proizvode u inozemstvu. Jedna tvrtka proizvodi premaze s nanočesticama srebra za liječenje kroničnih upala i otvorenih rana.

Druga vrsta nanomaterijala su ugljikove nanocijevi ogromne čvrstoće (vidi "Znanost i život" br. 5, 2002; br. 6, 2003). To su osebujne cilindrične polimerne molekule promjera oko pola nanometra i duljine do nekoliko mikrometara. Prvi put su otkriveni prije manje od 10 godina kao nusproizvodi sinteza C 60 fulerena. Ipak, već sada, na bazi ugljikovih nanocijevi, elektronički uređaji nanometarske veličine. Očekuje se da će u dogledno vrijeme zamijeniti mnoge elemente u elektroničkim sklopovima raznih uređaja, pa tako i modernih računala.

No, nanocijevi se ne koriste samo u elektronici. Već postoje komercijalno dostupni teniski reketi ojačani ugljikovim nanocjevčicama kako bi se ograničilo uvijanje i pružila veća snaga udarca. Također se koriste u nekim dijelovima sportskih motocikala.

RUSIJA NA TRŽIŠTU NANOTEHNOLOGIJA

Domaća tvrtka "Nanotechnology News Network" nedavno je u Rusiji predstavila još jednu novost - samočisteće nanopremaze. Dovoljno je pošpricati staklo automobila posebnom otopinom s nanočesticama silicijevog dioksida i na njega se neće lijepiti prljavština i voda 50.000 km. Na staklu ostaje proziran ultratanak sloj na koji se voda jednostavno nema za što uhvatiti i ono se kotrlja zajedno s prljavštinom. Za novost su se prije svega zainteresirali vlasnici nebodera - na pranje fasada tih zgrada troši se velik novac. Postoje takvi sastavi za oblaganje keramike, kamena, drva, pa čak i odjeće.

Mora se reći da neke ruske organizacije već uspješno djeluju na međunarodnom tržištu nanotehnologije.

Koncern "Nanoindustrija", primjerice, ima niz nanotehnoloških proizvoda primjenjivih u raznim industrijama. To su reducirajući sastav „RVS“ i nanočestice srebra za biotehnologiju i medicinu, industrijska nanotehnološka instalacija „LUČ-1,2“ i obrazovna nanotehnološka instalacija „UMKA“.

RVS sastav, koji može zaštititi od habanja i obnoviti gotovo sve trljajuće metalne površine, priprema se na osnovi adaptivnih nanočestica. Ovaj alat omogućuje vam stvaranje modificiranog visokougljičnog željezno-silikatnog zaštitnog sloja debljine 0,1-1,5 mm u područjima intenzivnog trenja metalnih površina (na primjer, u parovima trenja u motorima s unutarnjim izgaranjem). Ulijevanjem takvog sastava u kućište radilice za ulje, možete dugo zaboraviti na problem trošenja motora. Tijekom rada, mehanički dijelovi se zagrijavaju trenjem, ovo zagrijavanje uzrokuje prianjanje metalnih nanočestica na oštećena područja. Pretjerani rast uzrokuje intenzivnije zagrijavanje, a nanočestice gube sposobnost pričvršćivanja. Dakle, ravnoteža se stalno održava u jedinici trenja, a dijelovi se praktički ne troše.

Posebno je zanimljiv kompleks nanotehnološke opreme "UMKA", koji je dizajniran za demonstraciju, istraživanje i laboratorijski rad na atomsko-molekularnoj razini u području fizike, kemije, biologije, medicine, genetike i drugih fundamentalnih i primijenjenih znanosti. Na primjer, nedavno je na njemu dobivena površinska slika DVD-a rezolucije 0,3 mikrona, a to nije granica. Jedinstvena tehnologija pikoamperske struje omogućuje skeniranje čak i slabo vodljivih bioloških uzoraka bez prethodnog taloženja metala (obično je potrebno da gornji sloj uzorka bude vodljiv). "UMKA" ima visoku temperaturnu stabilnost, što omogućuje dugotrajne manipulacije pojedinim skupinama atoma, te veliku brzinu skeniranja, što omogućuje promatranje brzih procesa.

Glavni opseg kompleksa "UMKA" je obuka u modernom praktične metode rad s nanostrukturama. Kompleks UMKA uključuje: tunelski mikroskop, sustav zaštite od vibracija, set ispitnih uzoraka, setove potrošnog materijala i alata. Uređaji stanu u malo kućište, rade u sobnim uvjetima i koštaju manje od 8 tisuća dolara. Pokusima se može upravljati s običnog osobnog računala.

U siječnju 2005. otvorena je prva ruska internetska trgovina koja prodaje nanotehnološke proizvode. Stalna adresa trgovine na internetu je www.nanobot.ru

SIGURNOSNI PROBLEMI

Nedavno je otkriveno da kuglaste molekule C 60 nazvane fulereni mogu uzrokovati ozbiljne bolesti i štetiti okolišu. Toksičnost fulerena topivih u vodi kada su izloženi dvjema različitim vrstama ljudskih stanica utvrdili su istraživači sa sveučilišta Rice i Georgia (SAD).

Profesorica kemije Vicki Colvin sa Sveučilišta Rice i njegovi kolege otkrili su da kada se fulereni otope u vodi, nastaju koloidi C 60 koji, kada su izloženi stanicama ljudske kože i stanicama karcinoma jetre, uzrokuju njihovu smrt. U ovom slučaju, koncentracija fulerena u vodi bila je vrlo niska: ~20 C 60 molekula na 1 milijardu molekula vode. Istodobno, istraživači su pokazali da toksičnost molekula ovisi o modifikaciji njihove površine.

Istraživači sugeriraju da je toksičnost jednostavnih C 60 fulerena posljedica činjenice da je njihova površina sposobna proizvoditi superoksidne anione. Ovi radikali oštećuju stanične membrane i dovode do stanične smrti.

Colvin i njegovi kolege rekli su da se takvo negativno svojstvo fulerena može koristiti za dobro – za liječenje kancerogenih tumora. Potrebno je samo detaljno razjasniti mehanizam nastanka kisikovih radikala. Očito, na temelju fulerena bit će moguće stvoriti super-učinkovite antibakterijske lijekove.

U isto vrijeme, opasnost od korištenja fulerena u potrošačkim proizvodima znanstvenicima se čini sasvim realnom.

Navodno je zato američka Komisija za sigurnost hrane i lijekova (FDA) nedavno objavila potrebu licenciranja i reguliranja širokog spektra proizvoda (hrane, kozmetike, lijekova, aparata i veterinarskih lijekova) proizvedenih korištenjem nanotehnologije i korištenjem nanomaterijala i nanostruktura.

NANOTEHNOLOGIJE TREBAJU PODRŠKU DRŽAVE

Nažalost, u Rusiji još uvijek ne postoji državni program za razvoj nanotehnologija. (2005. je američki nanotehnološki program, inače, napunio pet godina.) Bez sumnje, postojanje centraliziranog državnog programa za razvoj nanotehnologije uvelike bi pomoglo u praktičnoj primjeni rezultata istraživanja. Nažalost, iz stranih izvora doznajemo da postoje uspješni razvoji na području nanotehnologija u zemlji. Na primjer, u ljeto je američki institut za standarde najavio stvaranje najmanjeg atomskog sata na svijetu. Kako se ispostavilo, na njihovom stvaranju radio je i ruski tim.

U Rusiji ne postoji državni program, ali ima istraživača i entuzijasta: tijekom prošle godine, Znanstveno društvo mladih (YNS) okupilo je više od 500 mladih znanstvenika, diplomiranih studenata i studenata koji razmišljaju o budućnosti svoje zemlje. Za detaljnije proučavanje problematike nanotehnologije, u veljači 2004. godine, na temelju INR-a, stvorena je analitička tvrtka "Nanotechnology News Network (NNN)" koja prati stotine otvorenih svjetskih izvora iz ovog područja i obradila je preko 4500 informativne poruke stranih i ruskih medija, članci, priopćenja za javnost i komentari stručnjaka. Stvorene su web stranice www.mno.ru i www.nanonewsnet.ru s kojima je upoznato više od 170.000 građana Rusije i CIS-a.

NATJEČAJ PROJEKATA ZA MLADE

U travnju 2004. godine, zajedno s koncernom "Nanoindustrija" uz potporu "Uniastrum banke", uspješno je održano prvo sverusko natjecanje projekata mladih o stvaranju domaće molekularne nanotehnologije, što je izazvalo veliko zanimanje ruskih znanstvenika.

Pobjednici natjecanja predstavili su izvanredna dostignuća: prvo mjesto dodijeljeno je timu mladih znanstvenika s Ruskog kemijskog tehničkog sveučilišta nazvanog. D. I. Mendelejeva pod vodstvom kandidatkinje kemijskih znanosti Galine Popove, koja je stvorila biomimetičke (biomimetičke - imitacija struktura koje postoje u prirodi) materijale za optičke nanosenzore, molekularnu elektroniku i biomedicinu. Drugo mjesto zauzela je studentica poslijediplomskog studija Taškentskog državnog pedagoškog sveučilišta. Nizami Marina Fomina, koja je razvila sustav za ciljanu isporuku lijekova u oboljela tkiva, a treća - Alexei Khasanov, školarac iz Tomska, autor tehnologije za stvaranje nanokeramičkih materijala s jedinstvenim svojstvima. Pobjednici su dobili vrijedne nagrade.

Uz potporu banke razvijen je iu pripremi za izdavanje znanstveno-popularni udžbenik "Nanotehnologije za sve" koji je stekao visoke ocjene vodećih znanstvenika.

U prosincu 2004. NNN, koja je postala vodeća analitička agencija u području nanotehnologije, objavila je početak Drugog sveruskog natječaja za projekte mladih u prosincu 2004., čiji je generalni sponzor ponovno bila Uniastrum banka, zadovoljna rezultatima prvo natjecanje. Osim toga, Powercom, međunarodni proizvođač besprekidnih izvora napajanja, ovoga je puta također postao sponzor. Časopis "Znanost i život" aktivno sudjeluje u pripremi i praćenju natjecanja.

Svrha natječaja je privući talentirane mlade ljude za razvoj nanotehnologija u svojoj zemlji, a ne u inozemstvu.

Pobjednik natječaja dobiva nanotehnološki laboratorij UMKA. Drugo i trećeplasirani bit će nagrađeni modernim prijenosnim računalima; najbolji sudionici dobit će besplatnu pretplatu na časopis Znanost i život. Kao nagrade osigurani su kompleti za popravak i restauraciju vozila na bazi nanočestica, pretplata na časopis "Universum" i mjesečni CD-i "Svijet nanotehnologija".

Fokus projekata iznimno je raznolik: od obećavajućih nanomaterijala za automobilsku industriju i zrakoplovstvo do implantata i neurotehnoloških sučelja. Detaljni materijali natječaja dostupni su na web stranici www.nanonewsnet.ru.

U prosincu 2004. godine, grad Fryazino (Moskovska regija) bio je domaćin prve konferencije posvećene industrijskoj upotrebi nanotehnologija, gdje su znanstvenici predstavili desetke razvoja spremnih za implementaciju u proizvodnju. Među njima su novi materijali na bazi nanocijevi, ultra-čvrsti premazi, spojevi protiv trenja, vodljivi polimeri za fleksibilnu elektroniku, super-kapacitivni kondenzatori itd.

Nanotehnologija u Rusiji uzima sve više maha. Međutim, osim ako istraživanje ne koordinira država ili opsežan savezni program, bolja strana Najvjerojatnije se ništa neće promijeniti. Već je objavljen udžbenik za buduće nanotehnologe.

Zamislite: pijete čašu vode punu mikroskopskih robota. Njihova veličina je toliko mala da ih nije moguće vidjeti. No, nakon što ih popijete, počet će djelovati na vaše tijelo, zacjeljivati ​​rane i lijepiti svojevrsne "flastere" gdje je potrebno. Nanometar je milijunti dio metra. Ovo je razmjer u kojem nanotehnologija djeluje. Njihovo djelovanje nije ograničeno samo na područje medicine, već, naprotiv, zadire u područje visokih tehnologija, međutim, razvoj nanotehnologija je vrlo skup, kako financijski tako i intelektualno.

Vjerojatno je svatko od nas sanjao o tome u djetinjstvu. Pa, očito prisjećajući se svojih snova iz djetinjstva, istraživači iz razvili su pravu umjetnu kožu koja može mijenjati boju poput kameleona. Prema znanstvenicima, takav se izum može koristiti u kamuflaži i razvoju velikih dinamičkih zaslona. Takve se vijesti povremeno pojavljuju u tisku. Je li ovaj put stvarno drugačije?

Unatoč svoj pompi oko njega, svim njegovim svojstvima i obećanjima znanstvenika, možda ćete se iznenaditi činjenicom da ovaj materijal još uvijek nije u širokoj upotrebi. Kako se pokazalo, to nije iznenađujuće. Međunarodni tim znanstvenika analizirao je uzorke grafena koje proizvodi 60 tvrtki diljem svijeta i došao do zaključka da se sve one zapravo bave proizvodnjom i prodajom ne ultratankog materijala na bazi ugljika, za čiji su izum njegovi tvorci dobio Nobelovu nagradu, ali običnog smeća, koje također prodaju po paprenim cijenama.

Ministarstvo obrazovanja i znanosti Ruske Federacije

Općinska obrazovna ustanova

srednja škola - internat br. 1 srednje (potpune)

općeg obrazovanja u Tomsku

ESEJ

na ovu temu: Nanotehnologija u suvremenom svijetu

Izvedena: Učenica 8A razreda

Sahnenko Marija

Nadglednik: Pakhorukova D.P.

Učiteljica fizike

Tomsk 2010

UVOD

Trenutno malo ljudi zna što je nanotehnologija, iako je budućnost iza ove znanosti. Glavni cilj mog rada je upoznavanje s nanotehnologijom. Također želim otkriti primjenu ove znanosti u raznim industrijama i otkriti može li nanotehnologija biti opasna za ljude.

Područje znanosti i tehnologije koje se zove nanotehnologija relativno je nedavno. Izgledi ove znanosti su grandiozni. Sama čestica "nano" znači jedan milijarditi dio vrijednosti. Na primjer, nanometar je milijardni dio metra. Te su dimenzije slične onima molekula i atoma. Točna definicija nanotehnologija je sljedeća: nanotehnologije su tehnologije koje manipuliraju materijom na razini atoma i molekula (zbog čega se nanotehnologije nazivaju i molekularna tehnologija). Poticaj razvoju nanotehnologije bilo je predavanje Richarda Feynmana u kojem znanstveno dokazuje da sa stajališta fizike nema prepreka za stvaranje stvari izravno iz atoma. Kako bi se označilo sredstvo učinkovite manipulacije atomima, uveden je koncept asemblera - molekularnog nanostroja koji može izgraditi bilo koju molekularnu strukturu. Primjer prirodnog sastavljača je ribosom koji sintetizira proteine ​​u živim organizmima. Očito, nanotehnologija nije samo zaseban dio znanja, ona je opsežno, sveobuhvatno područje istraživanja povezano s temeljnim znanostima. Možemo reći da će gotovo svaki predmet koji se uči u školi na ovaj ili onaj način biti povezan s tehnologijama budućnosti. Najočitija je veza "nano" s fizikom, kemijom i biologijom. Čini se da će upravo te znanosti dobiti najveći poticaj za razvoj u vezi s nadolazećom nanotehničkom revolucijom.

1. NANOTEHNOLOGIJE U SUVREMENOM SVIJETU

1.1.Povijest nastanka nanotehnologije

Djedom nanotehnologije može se smatrati grčki filozof Demokrit. Prvi je upotrijebio riječ "atom" da bi opisao najmanju česticu materije. Više od dvadeset stoljeća ljudi su pokušavali proniknuti u tajnu strukture ove čestice. Rješenje ovog za mnoge generacije fizičara nepodnošljivog zadatka postalo je moguće u prvoj polovici 20. stoljeća nakon što su njemački fizičari Max Knoll i Ernst Ruska izradili elektronski mikroskop, koji je prvi put omogućio proučavanje nanoobjekata.

Mnogi izvori, prvenstveno engleski, prvi spomen metoda koje će kasnije biti nazvane nanotehnologija povezuju s poznatim govorom Richarda Feynmana "There's Plenty of Roo at the Bottom" koji je održao 1959. godine na Kalifornijskom institutu za tehnologiju na godišnjem skupu Američko fizikalno društvo. Richard Feynman je sugerirao da bi bilo moguće mehanički pomicati pojedinačne atome, koristeći manipulator odgovarajuće veličine, barem takav proces ne bi bio u suprotnosti s danas poznatim fizikalnim zakonima.

Predložio je da se ovaj manipulator izvede na sljedeći način. Potrebno je izgraditi mehanizam koji bi stvorio vlastitu kopiju, samo red veličine manju. Stvoreni manji mehanizam mora ponovno stvoriti svoju kopiju, opet za red veličine manju, i tako sve dok dimenzije mehanizma ne budu razmjerne dimenzijama reda jednog atoma. Istovremeno će biti potrebno napraviti promjene u strukturi ovog mehanizma, budući da će sile gravitacije koje djeluju u makrokozmosu imati sve manji utjecaj, a sile međumolekulskih interakcija će sve više utjecati na rad mehanizma. Posljednja faza - rezultirajući mehanizam će sastaviti svoju kopiju od pojedinačnih atoma. U načelu, broj takvih kopija je neograničen, bit će moguće stvoriti proizvoljan broj takvih strojeva u kratkom vremenu. Ovi će strojevi moći sastavljati makrostvari na isti način, sastavljanjem atom po atom. To će stvari pojeftiniti za red veličine - takvim će robotima (nanoroboti) trebati dati samo potreban broj molekula i energije te napisati program za sastavljanje potrebnih predmeta. Do sada nitko nije uspio opovrgnuti tu mogućnost, ali nitko još nije uspio stvoriti takve mehanizme. Temeljni nedostatak takvog robota je nemogućnost stvaranja mehanizma iz jednog atoma.

Evo kako je R. Feynman opisao manipulatora kojeg je predložio:

razmišljam o stvaranje električno kontroliranog sustava , koji koristi "servisne robote" izrađene na uobičajeni način u obliku četiri puta smanjene kopije operaterovih "ruka". Takvi mikromehanizmi moći će lako izvoditi operacije u smanjenom opsegu. Govorim o sićušnim robotima opremljenim servo motorima i malim "rukama" koje mogu okretati jednako male vijke i matice, bušiti vrlo male rupe itd. Ukratko, moći će obaviti sav posao u omjeru 1:4. Da biste to učinili, naravno, prvo morate napraviti potrebne mehanizme, alate i ruke manipulatora u jednoj četvrtini uobičajene veličine (zapravo, jasno je da to znači smanjenje svih dodirnih površina za 16 puta). U posljednjoj fazi, ti će uređaji biti opremljeni servomotorima (sa smanjenjem snage od 16 puta) i spojeni na konvencionalni električni sustav upravljanja. Nakon toga moći će se koristiti ruke manipulatora smanjene 16 puta! Opseg takvih mikrorobota, kao i mikrostrojeva, može biti vrlo širok - od kirurških operacija do transporta i obrade radioaktivnih materijala. Nadam se da je načelo predloženog programa, kao i neočekivani problemi i briljantne prilike povezane s njim, jasni. Štoviše, može se razmišljati o mogućnosti daljnjeg značajnog smanjenja razmjera, što će, naravno, zahtijevati daljnje strukturne promjene i modifikacije (usput, u određenoj fazi, možda će biti potrebno napustiti "ruke" uobičajenog oblika), ali će omogućiti proizvodnju novih, mnogo naprednijih uređaja opisani tip. Ništa vas ne sprječava da nastavite s ovim procesom i stvorite koliko god želite sićušnih strojeva, budući da nema ograničenja vezanih uz smještaj strojeva ili njihovu potrošnju materijala. Njihov će volumen uvijek biti puno manji od volumena prototipa. Lako je izračunati da će ukupni volumen od 1 milijuna alatnih strojeva smanjen za faktor 4000 (i, posljedično, masa materijala korištenih za proizvodnju) biti manji od 2% volumena i mase konvencionalnog alatnog stroja normalne veličine. Jasno je da to odmah uklanja problem cijene materijala. U principu, mogli bi se organizirati milijuni identičnih minijaturnih tvornica, na kojima bi sićušni strojevi neprestano bušili rupe, utiskivali dijelove itd. Kako se smanjujemo u veličini, stalno ćemo se susretati s vrlo neobičnim fizičkim pojavama. Sve s čime se susrećete u životu ovisi o čimbenicima velikih razmjera. Osim toga, tu je i problem "sljepljivanja" materijala pod djelovanjem sila međumolekularne interakcije (tzv. van der Waalsovih sila), što može dovesti do učinaka neuobičajenih za makroskopska mjerila. Na primjer, matica se neće odvojiti od vijka nakon što se olabavi, au nekim slučajevima će se "prilijepiti" čvrsto za površinu, itd. Postoji nekoliko fizičkih problema ove vrste koje treba imati na umu prilikom projektiranja i izrade mikroskopskih mehanizama.

1.2. Što je nanotehnologija

Nanotehnologije koje su se pojavile relativno nedavno sve više ulaze u ovo područje znanstveno istraživanje a odatle u naš svakodnevni život. Razvoj znanstvenika sve se više bavi objektima mikrokozmosa, atomima, molekulama, molekularnim lancima. Umjetno stvoreni nano-objekti neprestano iznenađuju istraživače svojim svojstvima i obećavaju najneočekivanije izglede za njihovu primjenu.

Osnovna mjerna jedinica u nanotehnološkim istraživanjima je nanometar – milijarditi dio metra. U takvim jedinicama mjere se molekule i virusi, a sada i elementi računalnih čipova nove generacije. Na nanoskali se odvijaju svi osnovni fizikalni procesi koji određuju makrointerakcije.

Sama priroda potiče osobu na ideju stvaranja nano-objekata. Svaka bakterija je zapravo organizam koji se sastoji od nanomašina: DNK i RNK kopiraju i prenose informacije, ribosomi formiraju proteine ​​iz aminokiselina, mitohondriji proizvode energiju. Očito, u ovoj fazi razvoja znanosti, znanstvenicima pada na pamet kopirati i poboljšati ove pojave.

MKU "Odjel za obrazovanje uprave općinskog okruga Miyakinsky District Republike Baškortostan"

Natjecanje istraživačkih radova u okviru Male akademije znanosti učenika Republike Baškortostan»

Tema: "Nanotehnologija - simbol budućnosti"

Nominacija: "Fizika, znanost i tehnologija»

Ispunjeno :

Latypov Almaz Zabirovich

Učenik 8. razreda

Nadglednik :

Mirgalijeva Alija Olegovna

profesorica matematike i fizike

MOBU srednja škola s. Anyasevo

Uvod…………………………………………………………………..

1. Što je nanotehnologija………….………………………………...

2. Nanotehnologije u svakodnevnom životu…………………………………………………….

3. Ne-Newtonov fluid………………………………………………

Zaključak………………………………………………………………..

Bibliografija……………………………..................................... . ...

Uvod

Nedavno se često može čuti riječ "nanotehnologija". Pitate li bilo kojeg znanstvenika što je to i zašto su potrebne nanotehnologije, odgovor će biti kratak: „Nanotehnologije mijenjaju uobičajena svojstva materije. Oni mijenjaju svijet i čine ga boljim mjestom."

Znanstvenici tvrde da će nanotehnologije naći primjenu u mnogim područjima djelovanja: u industriji, u energetici, u istraživanju svemira, u medicini i u mnogim drugim stvarima. Na primjer, sićušni nanoroboti sposobni prodrijeti u bilo koju stanicu ljudskog tijela moći će brzo liječiti određene bolesti i izvoditi operacije koje čak ni najiskusniji kirurg ne može učiniti.

Zahvaljujući nanotehnologiji pojavit će se "pametne kuće". U njima se osoba praktički neće morati baviti dosadnim kućanskim poslovima. Te će odgovornosti preuzeti “pametne stvari” i “pametna prašina”. Luda će nositi odjeću koja se ne prlja, štoviše, obavještava vlasnika da je, primjerice, vrijeme za večeru ili tuširanje.

Nanotehnologija će omogućiti izum računala i Mobiteli, koji se može saviti kao rupčić i nositi u džepu.

Jednom riječju, nanotehnolozi stvarno namjeravaju značajno transformirati ljudski život.

Tako sam formulirao temu istraživanja

"Nanotehnologija je simbol budućnosti". Zainteresirala me ova tema jer ćemo u budućnosti živjeti i raditi s nanotehnologijama, a danas o njima znamo vrlo malo. Smatram da je to danas najhitniji problem, jer je usmjeren na našu budućnost. I odlučio sam već danas početi proučavati i istraživati ​​tehnologije budućnosti.

Relevantnost rada: Učenje fizike počelo je u 7. razredu. Ova mi je tema postala toliko zanimljiva da sam je odlučio dublje proučiti. Ako, nakon proučavanja svojstava ne-Newtonove tekućine, mogu ispričati svojim kolegama o njima, onda to ne samo da će povećati njihov interes za predmet, već će možda dovesti i do želje za samostalnim proučavanjem drugih tema, kao i vođenjem izvedivi eksperimenti.

Cilj:

1. Razumjeti bit pojma "nanotehnologija", otkriti bit nanoznanosti.

2. Razumjeti kako osoba ostvaruje ogroman potencijal nanoznanosti u Svakidašnjica, njegove izglede i budućnost.

3. Proučiti što je ne-Newtonov fluid i koja neobična svojstva ima.

Ciljevi istraživanja:

  • Saznajte značenje pojma „nanotehnologija“.
  • Pronađite primjere korištenja nanotehnologije u svakodnevnom životu.
  • Naučite o neobičnim svojstvima tekućina.
  • Dokažite da je moguće napraviti ne-Newtonovu tekućinu kod kuće.
  • Provedite pokuse koji pokazuju neobična svojstva ne-Newtonove tekućine.
  • Predložite gdje možete koristiti svojstva takvih tekućina.
  • Recite vršnjacima o ne-Newtonskoj tekućini i njezinim svojstvima.
Hipoteza: Proučavanjem nanotehnologija sve više širimo opseg njihove primjene – od medicine do svemirskih istraživanja.

Predmet proučavanja: nenewtonska tekućina

Predmet proučavanja: svojstva ne-Newtonove tekućine.

Metode istraživanja: prikupljanje materijala o temi, njegova analiza i obrada, oblikovanje rada, izrada prezentacije.

Izlaz proizvoda projekta: prezentacija

Što je nanotehnologija

Što je nanotehnologija? I kako vam točno omogućuju promjenu svojstava stvari?

Riječ "nanotehnologija" sastoji se od dvije riječi - "nano" i "tehnologija".

"Nano" je grčka riječ koja znači jedan milijarditi dio nečega, kao što je metar. Veličina jednog atoma je nešto manja od nanometra. A nanometar je manji od metra koliko je običan grašak manji od kugle zemaljske. Kad bi čovjekova visina iznosila jedan nanometar, tada bi se debljina lista papira čovjeku činila jednakom udaljenosti od Moskve do grada Tule, a to je čak 170 kilometara!

Riječ "tehnologija" označava stvaranje onoga što je čovjeku potrebno od dostupnih materijala.

A nanotehnologija je stvaranje onoga što čovjeku treba od atoma i skupina atoma (nazivaju se nanočestice) pomoću posebnih uređaja.

Postoje dva načina za dobivanje nanočestica.

Prva, jednostavnija metoda je odozgo prema dolje. Polazni materijal se melje na različite načine dok čestica ne postane nanoveličina.

Drugi je dobivanje nanočestica spajanjem pojedinačnih atoma, “odozdo prema gore”. Ovo je kompliciraniji način, ali iza njega znanstvenici vide budućnost nanotehnologija. Dobivanje nanočestica na ovaj način podsjeća na rad s konstruktorom. Kao dijelovi koriste se samo atomi i molekule od kojih znanstvenici stvaraju nove nanomaterijale i nanouređaje.

Primjer prve upotrebe nanotehnologije može se nazvati izumom fotografskog filma 1883. godine od strane Georgea Eastmana, koji je kasnije osnovao poznatu tvrtku Kodak.

Trenutno je nanotehnologija jedno od prioritetnih područja razvoja ruske znanosti.

Nanotehnologija u svakodnevnom životu

Nanotehnologije se trenutno koriste u raznim sferama ljudskog života. Gotovo je nemoguće nabrojati sva područja u kojima se ova globalna tehnologija primjenjuje. Možemo navesti samo neke od njih.

Kako se pokazalo, nanotehnologije se često nalaze u svakodnevnom životu, posvuda su, samo ne znamo za njih.

Svi koristimo sapun bez kojeg više ne možemo zamisliti osobnu higijenu. Nitko niti ne sluti da je sapun proizvod nanotehnologije, ali jedan od najjednostavnijih. Sapun sadrži micele, male nanočestice koje se koriste i za izradu drugih popularnih kozmetičkih proizvoda. Nanotehnologija pomaže i ljubiteljicama sunca i čokoladnog tena. Kreme za sunčanje i losioni formulirani su s česticama koje zasiću kožu vitaminima i štite je od štetnih učinaka.

Nanotehnologija je odigrala važnu ulogu u razvoju mode. Skijaške jakne proizvedene su najnovijom tehnologijom. Vrlo dobro zadržavaju toplinu, ne propuštaju vjetar i ne smoče se. Nanočestice se također koriste za izradu druge sportske odjeće koja se ne gužva, otporna je na onečišćenje i loše vremenske uvjete.

U tenisu je nanotehnologija odigrala važnu i jednu od glavnih uloga. Nanočestice se nalaze u teniskim reketima i lopticama. Zahvaljujući njima, postale su puno lakše, lopte su skakutnije i brže. Nanotehnologija je postala popularna u razvoju i proizvodnji sanitarne keramike. Nanočestice vam omogućuju stvaranje posebnog premaza koji dugo zadržava svoj tržišni sjajni izgled i vrlo se lako čisti.

Ni ne slutimo da nam nanotehnologija pomaže u svakodnevnom životu pri radu s računalima i internetom. Nanočestice se koriste za povećanje memorijskih parametara tvrdih diskova. Zahvaljujući razvoju, pojavila su se prijenosna računala, netbookovi, iPhone, pametni telefoni i mnogi drugi moderni uređaji. Naši su automobili također imali velike koristi od razvoja nanočestica. Proizvođači njima pokrivaju površinu dijela i traju mnogo dulje. Također, neka vozila imaju

Komad flastera kojim lijepimo posjekotinu na dršci ima nanosloj srebra koji pomaže bržem zacjeljivanju rane. To je zato što srebro ima antibakterijska svojstva koja bolje djeluju s povećanom površinom koju osiguravaju nanočestice.

Važnost nanotehnologije u životu svakog čovjeka je ogromna. Što je život postajao ugodniji, to su znanstvenici mogli naučiti više o ovim vrlo malim česticama.

nenewtonska tekućina

Newtonov fluid je voda, ulje i većina tekuće tvari koje su nam poznate u svakodnevnoj uporabi, odnosno one koje zadržavaju svoje agregatno stanje, što god s njima radili.

Ne-Newtonove tekućine nazivaju se tekućine čije strujanje ne poštuje Newtonov zakon.

Još krajem 17. stoljeća veliki fizičar Newton primijetio je da je brzo veslanje puno teže od sporog veslanja. A onda je formulirao zakon prema kojem se viskoznost tekućine povećava proporcionalno sili udara na nju.

Najjednostavniji ilustrativni primjer kućanstva je mješavina škroba s malom količinom vode. Što je brži vanjski utjecaj na makromolekule veziva suspendirane u tekućini, to je njezina viskoznost veća.

Postoji mnogo takvih tekućina, koje su anomalne s gledišta hidraulike. Imaju široku primjenu u naftnoj, kemijskoj, prerađivačkoj, vojnoj i drugim industrijama. Ne-Newtonove tekućine uključuju tekućine za bušenje, kanalizacijski mulj, uljane boje, pastu za zube, krv, tekući sapun itd.

Svojstva ne-Newtonove tekućine naširoko se koriste u vojnoj industriji u proizvodnji molekularnih prsluka, pametnog plastelina "handgam", kao i opreme za zimske sportove, futrola za iPhone.

Priprema rješenja.

Za kuhanje trebamo škrob (krompir, kukuruz - bilo koji) i vodu. Omjer ovisi o kvaliteti škroba i obično je između 1:1 i 1:3 u korist vode. Kao rezultat miješanja dobivamo nešto poput želea, koji ima zanimljiva svojstva. (Prilog 1)

Proučavanje ne-Newtonove tekućine.

    Promjena brzine protoka tekućine.

Iskustvo broj 1. Dakle, ako se ruka polako uvlači u posudu sa smjesom, onda je rezultat potpuno isti kao da ruku stavimo u vodu. Ali ako dobro zamahnete i pogodite ovu smjesu, tada će ruka odskočiti, kao da je čvrsta tvar.

Iskustvo broj 2. Ako se takva smjesa izlije s dovoljne visine, tada će u gornjem dijelu mlaza teći poput tekućine. A na dnu - nakupljati se u grudice, poput čvrste tvari.

Iskustvo broj 3. Osim toga, možete staviti ruku u tekućinu i oštro stisnuti prste. Možete osjetiti kako se stvorio tvrdi sloj između prstiju.

Iskustvo broj 4. Ili još jedan eksperiment - stavite ruku u ovaj "žele" i oštro ga pokušajte izvući. Vrlo je vjerojatno da će se spremnik podići nakon ruke.

Iskustvo broj 5. Kada brzo djelujete na tekućinu, kotrljajte je kao loptu iz vode, tada će se zapravo ispostaviti zahvaljujući ne-Newtonskoj tekućini. (vidi prilog 1)

Na temelju rezultata ovih pokusa može se izvući sljedeći zaključak, ako se na njih djeluje oštro, snažno, brzo - pokazuju svojstva bliska onima krutih tvari, a sporim izlaganjem postaju tekućina.

Na temelju svojstava ne-Newtonove tekućine, želim predložiti nekoliko načina za njezino korištenje.

1. Proizvodnja spremnika za prijevoz i skladištenje lomljivih staklenih predmeta (staklo, posuđe, božićni ukrasi i sl.)

2. Korištenje ne-Newtonove tekućine u proizvodnji zaštitne opreme (štitnici za koljena, laktove, kacige itd.) za sportaše, kao i njihova upotreba u učenju male djece hodanju.

Ne-Newtonov fluid ima značajan nedostatak: fluid gubi svoja svojstva kada voda iz njega ispari. Proveo sam istraživanje, kao rezultat kojeg sam saznao da se svojstva čuvaju 2-5 dana, ovisno o temperaturi okoline.

Sobna temperatura

Broj dana za koje se svojstva zadržavaju

Zaključak: što je temperatura okoline niža, to voda sporije isparava i dulje ostaju svojstva ne-Newtonove tekućine.

Zaključak 1. Nanotehnologija je simbol budućnosti, najvažnija industrija bez koje je nezamisliv daljnji razvoj civilizacije. 2. Korištenje nanotehnoloških proizvoda u svakodnevnom životu poboljšava kvalitetu ljudskog života. 3. Nanotehnologija je naša budućnost. Sve zemlje trebale bi razvijati ovu granu znanosti. 4. Proučavanje nanotehnologije donijet će nam još mnogo znanstvenih pobjeda u budućnosti.

5. Na temelju rezultata pokusa mogu se izvući sljedeći zaključci:

Ako brzo interferiramo s ne-Newtonskom tekućinom, osjeti se otpor, a ako ga usporimo, onda ne. Pri brzom kretanju takva se tekućina ponaša kao čvrsta;

Što je temperatura okoline niža, voda sporije isparava i duže ostaju svojstva ne-Newtonove tekućine.

Popis korištene literature

    http:// popularan. rusnano. com

    http:// www. rusnano. com

    http:// www. hr. wikipedija. org

    http:// nanoru. hr

    http:// www. nanometar. hr

    http:// www. nanotehnologija. hr

    http://www.rusnanonet.ru/nns/67171/info/

    http://izvmor.ru/

    http://cnnrm.ru/

Prilog 1

Priprema rješenja.

Dodatak 2