컴퓨터 기술에서 나노 기술의 예. 연구 작업 "우리 삶의 나노 기술". 나노 입자 작업 원리

마킨 키릴 페트로비치

나노기술이라는 과학기술 분야는 비교적 최근의 것이다. 이 과학의 전망은 장대합니다. 바로 입자 "나노"는 10억분의 1의 값을 의미합니다. 예를 들어, 나노미터는 10억분의 1미터입니다. 이러한 차원은 분자 및 원자의 차원과 유사합니다. 나노기술의 정확한 정의는 다음과 같습니다. 나노기술은 원자와 분자 수준에서 물질을 조작하는 기술입니다(이것이 나노기술을 분자 기술이라고도 부르는 이유입니다). 나노기술 발전의 원동력은 리처드 파인만(Richard Feynman)의 강의였는데, 그는 물리학의 관점에서 원자로부터 직접 사물을 만드는 데 장애물이 없다는 것을 과학적으로 증명했습니다. 원자를 효율적으로 조작하는 수단을 지정하기 위해 어셈블러 개념이 도입되었습니다. 분자 구조. 자연 어셈블러의 예는 살아있는 유기체에서 단백질을 합성하는 리보솜입니다. 분명히 나노 기술은 지식의 별도 부분이 아니라 기초 과학과 관련된 대규모의 포괄적인 연구 영역입니다. 우리는 학교에서 공부하는 거의 모든 과목이 어떤 식으로든 미래의 기술과 연결될 것이라고 말할 수 있습니다. 가장 분명한 것은 물리학, 화학 및 생물학과 "나노"의 연결입니다. 분명히 다가오는 나노 기술 혁명과 관련하여 개발의 가장 큰 자극을 받게 될 것은 이러한 과학입니다.

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시사:

시 예산 교육 기관

"제2중학교의 이름을 땄다. A.A. 아라칸체프 세미카라코르스크

소개…………………………………………………………………..
1. 나노기술 현대 세계………………………………...
1.1 나노기술 출현의 역사
1.2 인간 활동의 다양한 영역에서의 나노기술…
1.2.1 우주에서의 나노기술
1.2.2 의료 분야의 나노기술
1.2.3 식품산업의 나노기술
1.2.4 군사 분야의 나노기술
결론………………………………………………………………..
참고문헌 .................................................................................................. . ...

소개.

현재 나노기술이 무엇인지 아는 사람은 거의 없지만 이 과학 뒤에는 미래가 있습니다.

작업 목적:

나노기술이 무엇인지 알아보십시오.

다양한 산업에서 이 과학의 적용을 알아보십시오.

나노기술이 인간에게 위험할 수 있는지 알아보십시오.

나노기술이라는 과학기술 분야는 비교적 최근의 것이다. 이 과학의 전망은 장대합니다. 바로 입자 "나노"는 10억분의 1의 값을 의미합니다. 예를 들어, 나노미터는 10억분의 1미터입니다. 이러한 차원은 분자 및 원자의 차원과 유사합니다. 나노기술의 정확한 정의는 다음과 같습니다. 나노기술은 원자와 분자 수준에서 물질을 조작하는 기술입니다(이것이 나노기술을 분자 기술이라고도 부르는 이유입니다). 나노기술 발전의 원동력은 리처드 파인만(Richard Feynman)의 강의였는데, 그는 물리학의 관점에서 원자로부터 직접 사물을 만드는 데 장애물이 없다는 것을 과학적으로 증명했습니다. 원자를 효율적으로 조작하는 수단을 지정하기 위해 어떤 분자 구조도 만들 수 있는 분자 나노머신인 어셈블러 개념이 도입되었습니다. 자연 어셈블러의 예는 살아있는 유기체에서 단백질을 합성하는 리보솜입니다. 분명히 나노 기술은 지식의 별도 부분이 아니라 기초 과학과 관련된 대규모의 포괄적인 연구 영역입니다. 우리는 학교에서 공부하는 거의 모든 과목이 어떤 식으로든 미래의 기술과 연결될 것이라고 말할 수 있습니다. 가장 분명한 것은 물리학, 화학 및 생물학과 "나노"의 연결입니다. 분명히 다가오는 나노 기술 혁명과 관련하여 개발의 가장 큰 자극을 받게 될 것은 이러한 과학입니다.

이미 오늘 우리는 혜택과 새로운 기회를 누릴 수 있습니다나노 기술:

항공 우주를 포함한 의학;
약리학;
노인병;
증가하는 환경 위기와 인재의 맥락에서 국가의 건강을 보호합니다.
새로운 물리적 원리에 기반한 글로벌 컴퓨터 네트워크 및 정보 통신;
초장거리 통신 시스템;
자동차, 트랙터 및 항공 장비;
도로 안전;
정보 보안 시스템;
거대 도시의 환경 문제 해결;
농업;
식수 공급 및 폐수 처리 문제 해결;
근본적으로 새로운 내비게이션 시스템;
천연 광물 및 탄화수소 원료의 리뉴얼.

우리는 의료, 식품 산업, 군사 및 우주 분야에 나노기술을 적용하는 데 집중하기로 결정했습니다.

1. 현대 세계의 나노기술.

1.1 나노기술 출현의 역사.

과학 "나노 기술나" 컴퓨터 과학의 혁명적인 변화로 인해 일어났습니다!

1947 년에 트랜지스터가 발명 된 후 생성 된 실리콘 장치의 크기가 지속적으로 감소하는 반도체 기술의 전성기가 시작되었습니다."나노 기술"이라는 용어1974년 일본 노료 타니구치(Noryo Taniguchi)는 개별 원자를 조작하여 새로운 물체와 재료를 만드는 과정을 설명할 것을 제안했습니다. 이름은 "나노미터" - 10억분의 1미터(10-9m).

현대적 용어로 나노 기술은 원자 및 분자와 직접 관련된 모든 기술 프로세스를 결합하여 물질의 가장 작은 입자로부터 초미세 구조를 제조하는 기술입니다.

현대 나노기술은 다소 깊은 역사적 흔적을 가지고 있습니다. 고고 학적 발견은 고대 이집트의 "중국 잉크"와 같이 고대 세계에 콜로이드 제제가 존재했음을 증언합니다. 그 유명한 다마스쿠스 강철은 그 안에 나노튜브가 있기 때문에 만들어졌습니다.

나노 기술 아이디어의 아버지는 조건부로 기원전 400년경 그리스 철학자 데모크리토스로 간주될 수 있습니다. 시대에 그는 물질의 가장 작은 입자를 설명하기 위해 그리스어로 "깨지지 않는"을 의미하는 "원자"라는 단어를 처음 사용했습니다.

다음은 개발 경로의 예입니다.

1905년 스위스의 물리학자 알베르트 아인슈타인은 설탕 분자의 크기가 약 1나노미터임을 증명한 논문을 발표했습니다.
1931년 독일 물리학자 막스 놀(Max Knoll)과 에른스트 루스카(Ernst Ruska)는 처음으로 나노 물체를 연구할 수 있는 전자 현미경을 만들었습니다.
1934년 미국의 이론물리학자이자 노벨상 수상자 유진 위그너는 상당히 적은 수의 전도 전자로 초미세 금속을 만들 수 있는 가능성을 이론적으로 입증했습니다.
1951년 John von Neumann은 자기 복제 기계의 원리를 골랐고 과학자들은 일반적으로 그 가능성을 확인했습니다.
1953년에 왓슨과 크릭은 DNA의 구조를 설명했는데, 이는 생명체가 자신의 구성을 지배하는 명령을 전달하는 방법을 보여주었습니다.
1959년 미국의 물리학자 Richard Feynman은 소형화 전망을 평가하는 논문을 최초로 발표했습니다. 노벨상 수상자 R. Feynman은 이제 예언으로 인식되는 문구를 썼습니다. "내가 아는 한 물리학의 원리는 개별 원자의 조작을 금지하지 않습니다." 이 생각은 후기 산업 시대의 시작이 아직 인식되지 않았을 때 표명되었습니다. 그 당시에는 집적 회로도, 마이크로프로세서도, 개인용 컴퓨터도 없었습니다.
1974년 일본의 물리학자 Norio Taniguchi는 크기가 1미크론보다 작은 메커니즘을 지칭하기 위해 "나노 기술"이라는 용어를 만들었습니다. 그리스어 "나노스"는 대략 "노인"을 의미합니다.
1981년 Gleiter는 처음에 고유한 특성을 가진 재료를 만들 수 있는 가능성에 주목했습니다. 그 구조는 나노스케일 범위의 결정자로 표현됩니다.

1981년 3월 27일 CBS 라디오 뉴스는 NASA 과학자의 말을 인용하여 엔지니어들이 우주나 지구에서 사용할 수 있는 자가 복제 로봇을 20년 안에 만들 수 있을 것이라고 말했습니다. 이 기계는 자신의 복제품을 만들고 복제품에 유용한 제품을 만들도록 지시할 수 있습니다.
1982 G. Bining과 G. Rohrer가 최초의 주사 터널링 현미경을 만듭니다.
1985년 미국의 물리학자 Robert Curl, Harold Kroto, Richard Smaley는 직경 1나노미터의 물체를 정확하게 측정할 수 있는 기술을 개발했습니다.
1986년 나노 기술은 일반 대중에게 알려졌습니다. 미국의 과학자 에릭 드렉슬러(Eric Drexler)는 <창작의 엔진: 나노기술 시대의 도래>라는 책을 펴냈는데, 이 책에서 그는 나노기술이 곧 활발하게 발전하기 시작할 것이라고 예측했다.
1991, 휴스턴(미국), 라이스 대학교 화학과. 그의 실험실에서 Dr. R. Smalley(1996년 노벨상 수상자)는 레이저를 사용하여 진공 상태에서 흑연을 기화시켰는데, 흑연의 기체 상태는 상당히 큰 분화구(각각 60개의 탄소 원자로 구성됨)로 구성되었습니다. 60개의 원자로 구성된 클러스터는 자유 에너지가 증가하기 때문에 더 안정적입니다. 이 클러스터는 축구공과 유사한 구조적 형성이며 이 분자를 풀러렌이라고 부르도록 제안되었습니다.
1991년 일본 NEC 연구실 직원인 Sumio Ijima는 러시아 물리학자 L. Chernozatonsky와 미국 J. Mintmir가 몇 달 전에 예측한 탄소 나노튜브를 처음으로 발견했습니다.
1995년 L.Ya의 이름을 딴 물리 화학 연구소에서. Karpov는 대기 중의 다양한 물질(암모니아, 알코올, 수증기)을 감지하는 필름 나노복합체를 기반으로 센서를 개발했습니다.
1997년 1996년 노벨 화학상 수상자이자 화학 및 물리학 교수인 Richard E. Smalley는 2000년까지 원자의 조립을 예측했으며 동시에 최초의 상용 나노제품의 출현을 예측했습니다. 이 예측은 예측된 기간 내에 실현되었습니다.
1998년 기하학적 매개변수에 대한 나노튜브의 전기적 특성의 의존성이 실험적으로 확인되었습니다.
1998년 네덜란드 물리학자인 Seez Dekker는 나노 기술을 기반으로 트랜지스터를 만들었습니다.
1998년 나노 기술의 발전 속도가 급격히 증가하기 시작했습니다. 일본은 나노기술을 21세기의 가능한 기술 범주로 식별했습니다.
1999년 미국의 물리학자 James Tour와 Mark Reed는 단일 분자가 분자 사슬과 동일한 방식으로 행동할 수 있다는 사실을 확인했습니다.
2000년. Hewlett-Packard 연구팀은 최신 나노기술 자가 조립 방법을 사용하여 스위치 분자 또는 미니마이크로다이오드를 만들었습니다.

2000년. 하이브리드 나노일렉트로닉스 시대의 개막.
2002년 S. Dekker는 나노튜브를 DNA와 결합하여 단일 나노메커니즘을 얻었다.
2003년 일본 과학자들은 양자 컴퓨터를 만드는 데 필요한 두 가지 주요 요소 중 하나를 구현하는 솔리드 스테이트 장치를 세계 최초로 만들었습니다. 2004. "세계 최초" 양자 컴퓨터 발표

2006년 9월 7일 정부 러시아 연방 2007-2010년 나노기술 개발을 위한 연방 목표 프로그램의 개념을 승인했습니다.

따라서 역사적으로 형성되어 현재까지 사회 의식의 이론 분야를 정복한 나노기술은 계속해서 일상적인 층으로 침투하고 있습니다.

그러나 나노기술은 이러한 분야(전자공학, 정보기술)의 국지적 혁신으로만 축소되어서는 안 됩니다. 나노기술에서 매우 중요한 많은 결과가 이미 얻어졌으므로 다른 많은 과학 및 기술 분야(의학 및 생물학, 화학, 생태학, 에너지, 역학 등)의 발전에서 상당한 진전을 기대할 수 있습니다. 예를 들어, 나노미터 범위(즉, 특성 길이가 약 10nm인 물체)로의 전환에서 물질 및 재료의 가장 중요한 특성 중 많은 부분이 크게 변경됩니다. 전기전도도, 광굴절률, 자기적 특성, 강도, 내열성 등 중요한 특성에 대해 이야기하고 있습니다. 재료를 기반으로~와 함께 새로운 유형의 태양 전지, 에너지 변환기, 친환경 제품 등은 이미 새로운 특성을 가지고 만들어지고 있습니다.저렴하고 에너지를 절약하며 환경 친화적인 재료의 생산이 나노기술 도입의 가장 중요한 결과가 될 가능성이 있습니다.매우 민감한 생물학적 센서 (센서) 및 기타 장치는 나노 생명 공학의 새로운 과학의 출현에 대해 이야기하고 실제 적용에 대한 큰 전망을 가질 수 있도록 이미 만들어졌습니다. 나노기술은 재료를 미세 가공하고 이를 바탕으로 미래 세대의 경제 및 사회 생활에 혁명적인 영향을 미칠 새로운 생산 공정과 신제품을 만드는 새로운 기회를 제공합니다.

1.2. 인간 생활의 다양한 영역에서의 나노 기술

나노기술이 인간 활동 영역에 침투하는 것은 나노기술의 나무로 표현될 수 있습니다. 응용 프로그램은 트리의 형태를 가지며, 분기는 주요 응용 영역을 나타내고 큰 가지의 분기는 주요 응용 영역 내에서 차별화를 나타냅니다. 이 순간시각.

현재(2000-2010) 다음 그림이 있습니다.

생물학은 유전자 태그 기술, 임플란트용 표면, 항균 표면, 표적 약물, 조직 공학, 종양 치료의 개발을 포함합니다.
단순 섬유는 종이 기술, 저렴한 건축 자재, 경량 보드, 자동차 부품, 중장비 재료의 개발을 제안합니다.
나노 클립은 새로운 직물, 유리 코팅, "스마트" 모래, 종이, 탄소 섬유 생산을 포함합니다.
구리, 알루미늄, 마그네슘, 강철에 나노 첨가제를 사용하여 부식 방지.
촉매는 농업, 탈취 및 식품 생산에 응용됩니다.
쉽게 청소할 수 있는 재료는 일상 생활, 건축, 유제품 및 식품 산업, 운송 산업 및 위생 분야에서 사용됩니다. 자가 세척 유리, 병원 장비 및 도구, 곰팡이 방지 코팅, 손쉬운 세척 세라믹의 생산입니다.
바이오코팅은 스포츠 장비 및 베어링에 사용됩니다.
나노 기술의 응용 분야인 광학에는 전기 변색, 광학 렌즈 생산과 같은 영역이 포함됩니다. 이들은 새로운 변색 광학, 세척이 쉬운 광학 및 코팅 광학입니다.
나노 기술 분야의 세라믹은 전계 발광 및 광 발광, 인쇄 페이스트, 안료, 나노 분말, 미세 입자, 멤브레인을 얻을 수 있습니다.
나노기술의 응용 분야로서 컴퓨터 기술 및 전자공학은 전자공학, 나노센서, 가정용(임베디드) 마이크로컴퓨터, 시각화 도구 및 에너지 변환기를 개발할 것입니다. 또한 글로벌 네트워크, 무선 통신, 양자 및 DNA 컴퓨터의 개발입니다.
나노기술의 응용 분야인 나노의학은 보철, "스마트" 보철물, 나노캡슐, 진단용 나노프로브, 임플란트, DNA 재구성기 및 분석기, "스마트" 및 정밀 기기, 방향성 의약품을 위한 나노물질입니다.
나노기술의 적용 영역으로서의 우주는 우주 응용을 위한 나노 물질인 기계적 전기 태양 에너지 변환기에 대한 전망을 열 것입니다.
나노 기술의 응용 분야로서의 생태학은 오존층의 복원, 날씨 제어입니다.

1.2.1 우주에서의 나노기술

우주에서 혁명이 일어나고 있습니다. 최대 20kg의 위성 및 나노 장치가 생성되기 시작했습니다.

마이크로 위성 시스템이 만들어졌으며 파괴하려는 시도에 덜 취약합니다. 무게가 수백 킬로그램 또는 톤에 달하는 궤도에서 거상을 격추하여 모든 우주 통신 또는 지능을 즉시 중단시키는 것과 궤도에 마이크로 위성 무리가 전체있을 때 또 다른 것입니다. 이 경우 그 중 하나의 오류가 시스템 전체의 작동을 방해하지 않습니다. 따라서 각 위성의 운용 신뢰성에 대한 요구사항을 줄일 수 있다.

젊은 과학자들은 무엇보다도 광학, 통신 시스템, 대량의 정보 전송, 수신 및 처리 방법 분야에서 새로운 기술의 생성이 위성의 초소형화라는 주요 문제에 기인한다고 믿습니다. 우리는 우주로 발사되는 장치의 질량과 크기를 두 배로 줄일 수 있게 해주는 나노기술과 나노물질에 대해 이야기하고 있습니다. 예를 들어 나노니켈은 강도가 일반 니켈보다 6배 높아 로켓 엔진에 사용할 때 노즐의 질량을 20~30% 줄일 수 있다.우주 기술의 질량을 줄이면 많은 문제가 해결됩니다. 우주선의 우주 체류 기간이 연장되고 더 멀리 날아갈 수 있으며 연구에 유용한 장비를 더 많이 휴대할 수 있습니다. 동시에 에너지 공급 문제가 해결되고 있습니다. 초소형 장치는 곧 충격과 같은 많은 현상을 연구하는 데 사용될 것입니다. 태양 광선지구와 지구 근처 공간의 프로세스에 대해.

오늘날 우주는 이국적이지 않으며 우주 탐사는 단순히 명성의 문제가 아닙니다. 우선 이것은 우리 국가의 안보와 국가경쟁력의 문제이다. 국가의 국익이 될 수 있는 초복합나노시스템의 개발이다. 나노기술과 마찬가지로 나노물질은 우리에게 다양한 행성으로의 유인 비행에 대해 진지하게 이야기할 수 있는 기회를 제공할 것입니다. 태양계. 화성으로의 유인 비행과 달 표면 탐사를 현실로 만들 수 있는 것은 나노 물질과 나노 메커니즘의 사용입니다.미소위성 개발에서 매우 인기 있는 또 다른 방향은 지구의 원격 감지(ERS)를 만드는 것입니다. 레이더 범위에서 1m, 광학 범위에서 1m 미만의 위성 이미지 해상도로 정보 소비자 시장이 형성되기 시작했습니다 (우선 이러한 데이터는지도 제작에 사용됨).

1.2.2 의학 분야의 나노기술

과학자들에 따르면 나노 기술의 최근 발전은 암 퇴치에 매우 유용할 수 있습니다. 항암제는 악성 종양의 영향을 받는 세포를 대상으로 직접 개발되었습니다. 바이오실리콘으로 알려진 물질을 기반으로 한 새로운 시스템. 나노실리콘은 다공성 구조(직경 원자 10개)를 가지고 있어 약물, 단백질 및 방사성 핵종을 도입하기에 편리합니다. 목표에 도달하면 바이오 실리콘이 분해되기 시작하고 그에 의해 전달되는 의약품이 작동합니다. 또한 개발자에 따르면 새로운 시스템을 통해 약물 복용량을 조정할 수 있습니다.

을 위한 최근 몇 년생물 나노기술 센터의 직원들은 체내 암세포를 탐지하고 이 끔찍한 질병과 싸우는 데 사용될 마이크로센서를 만들기 위해 노력하고 있습니다.

암세포를 인식하는 새로운 기술은 덴드리머(그리스 덴드론 나무에서 유래)라고 불리는 합성 고분자로 만들어진 작은 구형 저장소를 인체에 이식하는 것을 기반으로 합니다. 이 폴리머는 지난 10년 동안 합성되었으며 산호나 나무의 구조와 유사한 근본적으로 새로운 비고체 구조를 가지고 있습니다. 이러한 폴리머는 하이퍼브랜치 또는 캐스케이드라고 합니다. 분기가 규칙적인 것을 덴드리머라고 합니다. 직경에서 이러한 각 구 또는 나노 센서는 5 나노 미터-50 억분의 1 미터에 불과하므로 작은 공간에 수십억 개의 나노 센서를 배치 할 수 있습니다.

체내에 들어가면 이 작은 센서가 감염 및 기타 병원체에 대한 신체의 방어 반응을 제공하는 백혈구인 림프구에 침투합니다. 특정 질병이나 환경 조건(예: 감기 또는 방사선 노출)에 대한 림프 세포의 면역 반응이 세포의 단백질 구조를 변경합니다. 특수 화학 물질로 코팅된 각 나노 센서는 이러한 변화와 함께 빛을 발하기 시작합니다.

이 빛을 보기 위해 과학자들은 망막을 스캔하는 특수 장치를 만들 예정입니다. 이러한 장치의 레이저는 림프구가 안저의 좁은 모세관을 하나씩 통과할 때 림프구의 빛을 감지해야 합니다. 림프구에 라벨이 붙은 센서가 충분하면 세포 손상을 감지하기 위해 15초 스캔이 필요할 것이라고 과학자들은 말합니다.

여기에서 나노 기술의 가장 큰 영향은 사회 존재의 기초 인 인간에 영향을 미치기 때문에 예상됩니다. 나노기술은 생물과 무생물의 구별이 불안정해지는 물리적 세계의 차원 수준에 도달합니다. 이들은 분자 기계입니다. 바이러스도 구조에 대한 정보를 포함하고 있기 때문에 부분적으로 살아있는 시스템으로 간주될 수 있습니다. 그러나 리보솜은 전체 유기물과 동일한 원자로 구성되어 있지만 그러한 정보를 포함하지 않으므로 유기 분자 기계에 불과합니다. 개발된 형태의 나노기술은 무기 원자 구성의 분자 기계인 나노로봇의 구성을 포함하며, 이러한 기계는 그러한 구성에 대한 정보를 가지고 사본을 만들 수 있습니다. 따라서 생물과 무생물의 경계가 흐려지기 시작합니다. 현재까지 단 하나의 원시적인 보행 DNA 로봇이 만들어졌습니다.

나노 의학은 다음과 같은 가능성으로 표현됩니다.

1. Labs on a chip, 체내 표적 약물 전달.

2. DNA - 칩(개별 약물 생성).

3. 인공 효소 및 항체.

4. 인공 장기, 인공 기능성 고분자(유기 조직 대체물). 이 방향은 인공 생명의 개념과 밀접하게 연결되어 있으며 미래에는 인공 의식을 가지고 분자 수준에서 자가 치유가 가능한 로봇의 생성으로 이어집니다. 이는 유기물을 넘어 생명의 개념이 확장되었기 때문이다.

5. Nanorobots-surgeons (변화를 수행하고 필요한 의학적 조치, 암세포 인식 및 파괴를 수행하는 생체 역학). 이것은 의학에서 나노기술의 가장 급진적인 응용으로 감염과 암성 종양을 파괴하고, 손상된 DNA, 조직 및 기관을 복구하고, 신체의 전체 생명 유지 시스템을 복제하고, 신체의 특성을 변화시킬 수 있는 분자 나노로봇을 만드는 것입니다.

단일 원자를 벽돌 또는 "디테일"로 간주하는 나노기술은 실용적인 방법이러한 부품에서 지정된 특성을 가진 재료를 구성합니다. 많은 기업들이 원자와 분자를 특정 구조로 조립하는 방법을 이미 알고 있습니다.

미래에는 모든 분자가 어린이 디자이너처럼 조립될 것입니다. 이를 위해 나노로봇(나노봇)을 활용할 계획이다. 설명할 수 있는 화학적으로 안정적인 구조는 실제로 만들 수 있습니다.. 나노봇은 모든 구조, 특히 다른 나노봇을 구축하도록 프로그래밍할 수 있기 때문에 비용이 매우 저렴합니다. 거대한 그룹으로 작업하는 나노봇은 낮은 비용과 높은 정확도로 모든 물체를 만들 수 있습니다. 의학에서 나노기술을 사용하는 문제는 분자 수준에서 세포 구조를 변경해야 할 필요성에 있습니다. 나노봇의 도움으로 "분자 수술"을 수행합니다. 인체 내부에서 "살아" 발생하는 모든 손상을 제거하거나 그러한 손상의 발생을 방지할 수 있는 분자 로봇 의사의 생성이 예상됩니다.개별 원자와 분자를 조작함으로써 나노봇은 세포를 복구할 수 있습니다. 로봇 의사가 탄생할 것으로 예상되는 시기는 21세기 전반기입니다.

현재 상황에도 불구하고 노화 문제에 대한 기본 솔루션인 나노기술은 유망한 것 이상입니다.

이것은 나노기술이 많은 산업 분야에서 상업적으로 응용될 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있기 때문에 많은 정부 자금 지원 외에도 많은 대기업에서 이러한 방향으로 연구를 수행하고 있습니다.

개선 후 " 영원한 젊음"나노봇은 더 이상 필요하지 않거나 세포 자체에서 생산될 것입니다.

이러한 목표를 달성하기 위해 인류는 세 가지 주요 질문을 해결해야 합니다.

1. 분자를 복구할 수 있는 분자 로봇을 설계하고 제작합니다.
2. 나노머신을 제어할 나노컴퓨터를 설계하고 만듭니다.
3. 만들기 전체 설명즉, 원자 수준에서 인체의 지도를 만드는 것입니다.

나노 기술의 가장 큰 어려움은 최초의 나노봇을 만드는 문제입니다. 몇 가지 유망한 방향이 있습니다.

그 중 하나는 주사터널링현미경이나 원자력현미경을 개선하여 위치정확도와 파지력을 얻는 것이다.
첫 번째 나노봇을 만드는 또 다른 경로는 화학 합성을 통해 이어집니다. 아마도 용액에서 자가 조립이 가능한 독창적인 화학 성분을 설계하고 합성할 수 있을 것입니다.
그리고 또 다른 방법은 생화학을 통해 이어집니다. 리보솜(세포 내부)은 특화된 나노봇이며, 이를 사용하여 보다 다재다능한 로봇을 만들 수 있습니다.

이 나노봇은 노화 과정을 늦추고 개별 세포를 치료하며 개별 뉴런과 상호 작용할 수 있습니다.

연구 작업은 비교적 최근에 시작되었지만 이 분야의 발견 속도는 매우 빠르며 많은 사람들은 이것이 의학의 미래라고 믿습니다.

1.2.3 식품산업의 나노기술

나노푸드(nanofood)는 새롭고 모호하며 보기 흉한 용어입니다. 나노휴먼을 위한 음식? 아주 작은 부분? 나노공장에서 만든 음식? 당연히 아니지. 그러나 여전히 식품 산업에서는 흥미로운 추세입니다. 나노이식(nanoeating)은 이미 산업계에서 시행되고 적용되고 있는 일련의 과학적 아이디어라는 것이 밝혀졌습니다. 첫째, 나노기술은 식품 제조업체에게 생산 공정에서 직접 제품의 품질과 안전성을 총 실시간으로 모니터링할 수 있는 독특한 기회를 제공할 수 있습니다. 우리는 제품에서 가장 작은 화학적 오염 물질이나 위험한 생물학적 작용제를 빠르고 안정적으로 감지할 수 있는 다양한 나노 센서 또는 소위 양자점을 사용하는 진단 기계에 대해 이야기하고 있습니다. 그리고 식품 생산, 운송 및 저장 방법은 나노 기술 산업에서 유용한 혁신을 얻을 수 있습니다. 과학자들에 따르면, 이러한 종류의 최초의 대량 생산 기계는 향후 4년 안에 대량 식품 생산에 등장할 것입니다. 그러나 보다 급진적인 아이디어도 의제에 포함되어 있습니다. 보이지 않는 나노 입자를 삼킬 준비가 되셨습니까? 그러나 나노입자가 의도적으로 유익한 물질과 약물을 정확하게 선택된 신체 부위에 전달하는 데 사용된다면 어떨까요? 이런 나노캡슐을 도입할 수 있다면? 식료품? 지금까지 아무도 나노푸드를 사용한 적이 없지만, 이미 예비 개발이 진행 중이다. 전문가들은 식용 나노입자가 실리콘, 세라믹 또는 폴리머로 만들어질 수 있다고 말합니다. 그리고 물론 - 유기물. 그리고 생물학적 물질과 구조 및 구성이 유사한 소위 "부드러운" 입자의 안전성에 대해 모든 것이 명확하다면 무기 물질로 구성된 "경질" 입자는 두 영역의 교차점에서 큰 흰색 점입니다. 나노기술과 생물학. 과학자들은 여전히 그러한 입자가 체내에서 어떤 경로로 이동하고 결과적으로 어디에서 멈추게 될지 말할 수 없습니다. 이것은 여전히 남아 있습니다. 그러나 일부 전문가들은 이미 나노이터의 이점에 대한 미래적인 그림을 그리고 있습니다. 올바른 세포에 귀중한 영양분을 전달하는 것 외에도. 아이디어는 다음과 같습니다. 모든 사람이 같은 음료를 구입하지만 소비자는 음료의 맛, 색상, 향 및 농도가 눈앞에서 변경되는 방식으로 나노 입자를 제어 할 수 있습니다.

1.2.4 군용 나노기술

나노 기술의 군사적 사용은 세계에서 질적으로 새로운 수준의 군사 기술 우위를 열어줍니다. 나노 기술을 기반으로 한 새로운 무기 제작의 주요 방향은 다음과 같습니다.

1. 새롭고 강력한 소형 폭발 장치의 생성.

2. 나노 수준에서 매크로 장치의 파괴.

3. 신경 기술을 이용한 간첩 및 통증 억제.

4. 생물학적 무기 및 유전자 유도 나노 장치.

5. 병사용 나노 장비.

6. 생화학 무기에 대한 보호.

7. 군사 장비 제어 시스템의 나노 장치.

8. 군사 장비용 나노코팅.

나노기술은 강력한 폭발물의 생산을 가능하게 할 것입니다. 폭발물의 크기를 10배로 줄일 수 있습니다. 핵연료 재처리 공장에 대한 나노 폭발물 유도 미사일의 공격은 국가가 무기급 플루토늄을 생산할 수 있는 물리적 능력을 박탈할 수 있습니다. 소형 로봇 장치를 전자 장비에 도입하면 전기 회로 및 기계 장치의 작동을 방해할 수 있습니다. 제어 센터와 지휘소의 실패는 나노 장치가 격리되지 않는 한 예방할 수 없습니다. 원자 수준에서 재료를 분해하는 로봇은 탱크의 갑옷, 필 박스의 콘크리트 구조물, 선체를 먼지로 바꾸는 강력한 무기가 될 것입니다. 원자로그리고 병사들의 시체. 그러나 이것은 여전히 진보된 형태의 나노기술에 대한 전망일 뿐입니다. 한편, 신경 기술 분야에서 연구가 진행되고 있으며, 그 개발은 나노 장치를 이용한 연결을 통해 인체 기능을 가로채거나 간첩을 수행하는 군용 나노 장치의 출현으로 이어질 것입니다. 신경계. NASA 연구소는 이미 내부 음성을 가로채기 위한 장비의 작동 샘플을 만들었습니다. 엄청난 양의 정보를 수신하고 처리할 수 있는 나노 구조물의 광자 구성 요소는 우주 모니터링, 지상 감시 및 간첩 시스템의 기반이 될 것입니다. 뇌에 내장된 나노 장치의 도움으로 생물학적 시각과 비교하여 확장된 지각 스펙트럼으로 "인공"(기술적) 시각을 얻을 수 있습니다. 몸과 뇌에 이식된 군인의 통증 억제 시스템인 뉴로칩이 개발되고 있다.

군사 분야에서 나노기술의 다음 응용 프로그램은 유전자 유도 나노 장치입니다. 유 전적으로 유도되는 나노 장치는 자신을 발견하는 세포 DNA의 유전 적 구조에 따라 특정 파괴 작업을 수행하도록 프로그래밍 할 수 있습니다. 장치 활성화를 위한 조건으로 고유한 사이트가 설정됩니다. 유전자 코드특정 사람 또는 사람들 그룹에 대한 작업 템플릿. 나노봇 탐지 도구 없이는 정상적인 전염병과 인종 청소를 구별하는 것이 사실상 불가능합니다. 나노 장치는 특정 유형의 사람과 엄격하게 정의된 조건에서만 작동합니다. 몸에 들어가면 나노 장치는 활성화 명령이 있을 때까지 어떤 식으로도 나타나지 않습니다. 나노 기술의 다음 응용 프로그램은 군인의 장비 및 장비입니다. 사람, 유니폼 및 무기에서 일종의 하이브리드를 만드는 것이 제안되었으며, 그 요소는 매우 밀접하게 상호 연결되어 미래의 완전한 군인을 별도의 유기체라고 부를 수 있습니다.

나노 기술은 갑옷과 방탄복 제조에 획기적인 발전을 가져 왔습니다.

군사 장비에는 색상이 변하고 부식을 방지하는 특수 "전자 기계 페인트"가 장착되어 있어야 합니다. 나노 페인트는 기계 본체의 경미한 손상을 "조일" 수 있으며 위의 모든 기능을 수행할 수 있는 많은 나노 메커니즘으로 구성됩니다. "페인트"에서 별도의 나노머신이 될 광학 매트릭스 시스템의 도움으로 연구원들은 자동차나 항공기의 보이지 않는 효과를 달성하기를 원합니다.

나노기술은 군사 분야에 변화를 가져올 것입니다. 질적으로 변형되고 제어되지 않는 새로운 군비 경쟁. 나노기술에 대한 통제는 세계 문명에서만 실제로 수행될 수 있습니다. 나노기술은 현대화된 군인의 존재를 제외하고 야전의 완전한 기계화를 가능하게 할 것입니다.

따라서 나노기술이 무기 분야에 침투한 결과에 대한 주요 결론은 나노기술과 군비 경쟁을 통제할 수 있는 글로벌 사회의 형성 전망이다. 이러한 보편주의 경향은 기술 문명의 합리성에 의해 결정되며 그 관심과 가치를 표현합니다.

결론

나노기술의 개념을 명확히 하고 그 전망을 설명하고 가능한 위험과 위협에 대해 살펴본 후 결론을 내리고 싶습니다. 나는 나노기술이 젊은 과학이며 그 발전의 결과가 인식할 수 없을 정도로 변할 수 있다고 믿습니다. 세계. 그리고 이러한 변화는 무엇입니까-유용하고 비교할 수 없을 정도로 삶을 촉진하거나 유해한 인류를 위협하는- 사람들의 상호 이해와 합리성에 달려 있습니다. 그리고 상호 이해와 합리성은 인류의 수준에 직접적으로 의존하며 이는 자신의 행동에 대한 사람의 책임을 의미합니다. 따라서 피할 수 없는 나노기술의 "붐"이 오기 전 마지막 몇 년 동안 가장 중요한 필요는 박애주의 교육입니다. 합리적이고 인간적인 사람만이 나노기술을 우주와 이 우주에서의 위치를 이해하는 디딤돌로 바꿀 수 있습니다.

서지

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http:// www.delphi.com
시사:
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Y. SVIDINENKO, 엔지니어 물리학자

나노 구조는 전통적인 트랜지스터를 대체할 것입니다.

소형 교육용 나노기술 설정 "UMKA"는 개별 원자 그룹으로 조작할 수 있습니다.

"UMKA" 설치를 통해 DVD 표면을 검사할 수 있습니다.

미래의 나노기술자들을 위한 교과서가 이미 출간되었습니다.

20세기 후반에 등장한 나노 기술은 빠르게 발전하고 있습니다. 거의 매달 1, 2년 전에는 절대적인 환상처럼 보였던 새로운 프로젝트에 대한 보고가 있습니다. 이 방향의 선구자인 Eric Drexler의 정의에 따르면 나노기술은 "미리 결정된 원자 구조를 가진 장치 및 물질의 저렴한 생산에 초점을 맞춘 기대되는 생산 기술"입니다. 이것은 원자 정밀도로 구조를 얻기 위해 개별 원자에서 작동한다는 것을 의미합니다. 이것이 매크로 객체를 조작하는 나노 기술과 현대 "대량" 기술 간의 근본적인 차이점입니다.

nano는 10 -9를 나타내는 접두사임을 독자에게 상기시킵니다. 8개의 산소 원자가 1나노미터 길이의 세그먼트에 배열될 수 있습니다.

일반적으로 나노 물체(예: 금속 나노 입자)는 물리적 및 화학적 특성, 동일한 재료의 더 큰 물체의 특성과 개별 원자의 특성과 다릅니다. 크기가 5-10nm인 금 입자의 융점은 부피가 1cm3인 금 조각의 융점보다 수백도 낮다고 가정해 보겠습니다.

나노 스케일 범위에서 수행되는 연구는 과학의 교차점에 있으며, 재료 과학 분야의 연구는 종종 생명 공학, 고체 물리학 및 전자 분야에 영향을 미칩니다.

나노 의학 분야의 세계 최고의 전문가인 Robert Freitas는 "미래의 나노 기계는 수십억 개의 원자로 구성되어야 하므로 설계 및 구성에는 전문가 팀의 노력이 필요합니다. 나노 로봇의 각 설계에는 여러 사람의 결합된 노력이 필요합니다. 보잉 777 항공기의 설계 및 제작에는 전 세계의 많은 팀이 참여했습니다. 백만(또는 그 이상)의 작동 부품으로 구성된 미래의 나노 의료 로봇은 설계 복잡성 측면에서 비행기만큼 복잡할 것입니다. ."

우리 주변의 나노 제품

나노세계는 복잡하고 여전히 상대적으로 거의 연구되지 않았지만 몇 년 전처럼 우리와 멀지 않았습니다. 우리 대부분은 깨닫지도 못한 채 정기적으로 어떤 형태의 나노기술을 사용합니다. 예를 들어, 현대 마이크로 전자공학은 더 이상 마이크로가 아니지만 나노: 오늘날 생산되는 트랜지스터(모든 칩의 기초)는 최대 90nm 범위에 있습니다. 그리고 60, 45 및 30nm로 전자 부품의 추가 소형화가 이미 계획되어 있습니다.

게다가 최근 휴렛팩커드(Hewlett-Packard)의 대표가 발표한 것처럼 전통적인 기술을 사용하여 제조된 트랜지스터는 나노구조로 대체될 것입니다. 이러한 요소 중 하나는 폭이 몇 나노미터인 세 개의 전도체입니다. 그 중 두 개는 평행하고 세 번째는 직각으로 위치합니다. 도체는 서로 닿지 않고 서로 다리처럼 지나갑니다. 동시에, 나노와이어 물질에 인가된 전압의 영향으로 형성된 분자 사슬은 상부 도체에서 하부 도체로 내려간다. 이 기술을 사용하여 만든 회로는 이미 데이터를 저장하고 논리 연산을 수행하는 능력, 즉 트랜지스터를 대체하는 능력을 입증했습니다.

새로운 기술을 사용하면 미세 회로 부품의 크기가 10~15나노미터 아래로 크게 줄어들어 기존 반도체 트랜지스터가 물리적으로 작동할 수 없는 수준까지 떨어집니다. 아마도 다음 10년 상반기에 이미 새로운 기술을 사용하여 생성된 특정 수의 나노 요소가 구축될 직렬 미세 회로(여전히 전통적인 실리콘)가 나타날 것입니다.

Kodak은 2004년 Ultima 잉크젯 용지를 출시했습니다. 9개의 레이어가 있습니다. 최상층은 종이를 더 두껍고 빛나게 만드는 세라믹 나노 입자로 구성됩니다. 내부 층에는 인쇄 품질을 향상시키는 10nm 크기의 안료 나노 입자가 포함되어 있습니다. 그리고 코팅의 조성에 포함된 고분자 나노입자는 페인트의 빠른 고정에 기여합니다.

미국 나노기술 연구소 소장 Chad Mirkin은 "나노기술은 모든 재료를 새롭게 재건할 것입니다. 분자 생산을 통해 얻은 모든 재료는 새로운 것입니다. 지금까지 인류는 나노구조를 개발하고 생산할 기회가 없었기 때문입니다. 이제 우리는 산업에서만 사용합니다. 자연이 우리에게 주는 것입니다. 우리는 나무로 보드를 만들고 전도성 금속으로 와이어를 만듭니다. 나노기술적 접근 방식은 거의 모든 천연 자원미래 산업의 기반이 될 소위 "빌딩 블록"으로."

이제 우리는 이미 나노 혁명의 시작을 목격하고 있습니다. 이들은 새로운 컴퓨터 칩, 얼룩을 남기지 않는 새로운 직물, 의료 진단에 나노 입자를 사용하는 것입니다 ( "Science and Life"No.,, 2005 참조). 화장품 업계에서도 나노 소재에 관심을 보이고 있다. 그들은 이전에 존재하지 않았던 화장품의 많은 새로운 비표준 방향을 만들 수 있습니다.

나노 스케일 범위에서 거의 모든 재료는 고유한 특성을 나타냅니다. 예를 들어, 은 이온은 살균 작용을 하는 것으로 알려져 있습니다. 은 나노입자 용액은 훨씬 더 높은 활성을 가집니다. 이 솔루션으로 붕대를 치료하고 적용하면 곪은 상처, 염증이 사라지고 상처가 기존의 방부제보다 빨리 치유됩니다.

국내 관심사인 "Nanoindustry"는 용액 및 흡착 상태에서 안정적인 은 나노입자 생산 기술을 개발했습니다. 생성된 약물은 광범위한 항균 활성을 가집니다. 따라서 기존 제품 제조업체의 기술적 프로세스에 약간의 변화를 주어 항균 특성을 가진 모든 범위의 제품을 만드는 것이 가능해졌습니다.

은 나노입자는 전통적인 것을 수정하고 새로운 재료, 코팅, 소독제 및 세제(치아 및 세정 페이스트, 세제, 비누 포함) 및 화장품을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 은 나노입자로 개질된 코팅 및 재료(복합재, 섬유, 래커, 탄소 등)는 감염 확산 위험이 증가하는 장소에서 예방적 항균 보호 장비로 사용할 수 있습니다. 어린이, 스포츠, 의료기관. 은 나노입자는 에어컨 필터, 수영장, 샤워기 및 기타 유사한 공공 장소에서 물을 정화하고 병원균을 죽이는 데 사용할 수 있습니다.

유사한 제품이 해외에서도 생산됩니다. 한 회사는 만성 염증 및 열린 상처 치료를 위해 은 나노입자로 코팅을 생산합니다.

또 다른 유형의 나노물질은 엄청난 강도를 가진 탄소 나노튜브입니다("Science and Life" No. 5, 2002; No. 6, 2003 참조). 이들은 직경이 약 0.5나노미터이고 길이가 최대 수 마이크로미터인 특이한 원통형 고분자 분자입니다. 그들은 10년 전에 처음 발견되었습니다. 부산물 C 60 풀러렌의 합성. 그럼에도 불구하고 이미 현재 탄소나노튜브를 기반으로 전자 기기나노미터 크기. 가까운 장래에 현대 컴퓨터를 포함한 다양한 장치의 전자 회로에서 많은 요소를 대체할 것으로 예상됩니다.

그러나 나노튜브는 전자제품에만 사용되는 것이 아닙니다. 뒤틀림을 제한하고 더 큰 펀치력을 제공하기 위해 탄소 나노튜브로 강화된 테니스 라켓이 이미 시판되고 있습니다. 스포츠 바이크의 일부 부품에도 사용됩니다.

나노기술 시장에서의 러시아

국내 회사 인 "Nanotechnology News Network"는 최근 러시아에서 자체 청소 나노 코팅이라는 또 다른 참신함을 선보였습니다. 이산화 규소 나노 입자가 포함 된 특수 용액을 자동차 유리에 뿌리면 충분하며 먼지와 물은 50,000km 동안 유리에 달라 붙지 않습니다. 투명한 초박막이 유리 위에 남아 있는데, 그 위에는 물이 잡히지 않고 흙과 함께 굴러갑니다. 우선, 고층 빌딩 소유자는 참신함에 관심을 갖게되었습니다. 이 건물의 정면을 씻는 데 많은 돈이 소비됩니다. 세라믹, 석재, 목재 및 의류 코팅용 구성이 있습니다.

일부 러시아 조직은 이미 국제 나노기술 시장에서 성공적으로 운영되고 있습니다.

예를 들어 "나노산업"에 대한 관심에는 다양한 산업에 적용할 수 있는 수많은 나노기술 제품이 있습니다. 이들은 생명공학 및 의학용 환원 조성물 "RVS" 및 은 나노입자, 산업용 나노기술 설비 "LUCH-1,2" 및 교육용 나노기술 설비 "UMKA"입니다.

거의 모든 마찰 금속 표면을 마모로부터 보호하고 복원할 수 있는 RVS 구성은 적응형 나노 입자를 기반으로 준비됩니다. 이 도구를 사용하면 금속 표면의 마찰이 심한 영역(예: 내연 기관의 마찰 쌍)에서 0.1-1.5mm 두께의 수정된 고탄소 철 규산염 보호 층을 만들 수 있습니다. 이러한 구성을 오일 크랭크 케이스에 붓으면 오랫동안 엔진 마모 문제를 잊을 수 있습니다. 작동 중에 기계 부품은 마찰에 의해 가열되며, 이 가열로 인해 금속 나노 입자가 손상된 부분에 부착됩니다. 과도한 성장은 더 강한 열을 유발하고 나노입자는 부착할 수 있는 능력을 잃습니다. 따라서 마찰 장치에서 평형이 지속적으로 유지되고 부품이 실제로 마모되지 않습니다.

특히 흥미로운 것은 시연, 연구 및 실험실 작업물리학, 화학, 생물학, 의학, 유전학 및 기타 기초 및 응용 과학 분야의 원자 분자 수준에서. 예를 들어 최근에 0.3 미크론 해상도의 DVD 표면 이미지를 얻었는데 이것이 한계가 아닙니다. 고유한 피코암페어 전류 기술을 사용하면 예비 금속 증착 없이 전도성이 약한 생물학적 샘플도 스캔할 수 있습니다(일반적으로 샘플의 최상층이 전도성이어야 함). "UMKA"는 개별 원자 그룹으로 장기간 조작을 수행할 수 있는 높은 온도 안정성과 빠른 프로세스를 관찰할 수 있는 높은 스캐닝 속도를 제공합니다.

"UMKA" 단지의 주요 범위는 현대 교육입니다. 실용적인 방법나노 스케일 구조로 작업하십시오. UMKA 컴플렉스에는 터널 현미경, 진동 보호 시스템, 테스트 샘플 세트, 소모품 및 도구 세트가 포함됩니다. 장치는 작은 케이스에 맞고 실내 조건에서 작동하며 비용은 8,000달러 미만입니다. 일반 개인용 컴퓨터에서 실험을 제어할 수 있습니다.

2005년 1월, 나노기술 제품을 판매하는 러시아 최초의 온라인 상점이 문을 열었습니다. 인터넷 상점의 영구 주소는 www.nanobot.ru입니다.

보안 문제들

풀러렌이라고 불리는 구형 C 60 분자가 심각한 질병을 일으키고 환경에 해를 끼칠 수 있다는 것이 최근에 밝혀졌습니다. 두 가지 다른 유형의 인간 세포에 노출되었을 때 수용성 풀러렌의 독성은 라이스 대학과 조지아 대학(미국)의 연구원들에 의해 확립되었습니다.

Rice University의 화학 교수 Vicki Colvin과 그의 동료들은 풀러렌이 물에 용해될 때 C 60 콜로이드가 형성되고 이것이 인간의 피부 세포와 간 암종 세포에 노출되면 사망을 유발한다는 사실을 발견했습니다. 이 경우 물 속의 풀러렌 농도는 매우 낮았습니다. 물 분자 10억 개당 ~20 C 60 분자였습니다. 동시에 연구원들은 분자의 독성이 표면의 변형에 달려 있음을 보여주었습니다.

연구원들은 단순한 C 60 풀러렌의 독성이 그들의 표면이 슈퍼옥사이드 음이온을 생성할 수 있다는 사실 때문이라고 제안합니다. 이 라디칼은 세포막을 손상시키고 세포 사멸을 유도합니다.

Colvin과 그의 동료들은 풀러렌의 이러한 부정적인 특성이 암 종양 치료에 유용하게 사용될 수 있다고 말했습니다. 산소 라디칼의 생성 메카니즘을 상세하게 해명하는 것만으로 충분하다. 분명히 풀러렌을 기반으로 매우 효과적인 항균 약물을 만드는 것이 가능할 것입니다.

동시에 소비자 제품에 풀러렌을 사용하는 것의 위험성은 과학자들에게 상당히 현실적으로 보입니다.

분명히 이것이 미국 식품의약안전위원회(FDA)가 최근 나노기술과 나노물질 및 나노구조를 사용하여 제조된 광범위한 제품(식품, 화장품, 의약품, 기구 및 수의학 의약품)을 허가하고 규제할 필요성을 발표한 이유입니다.

나노 기술은 국가 지원이 필요합니다

불행하게도 러시아에는 나노 기술 개발을 위한 국가 프로그램이 아직 없습니다. (그런데 2005년에 미국 나노기술 프로그램은 5년이 되었습니다.) 의심할 여지 없이 나노기술 개발을 위한 중앙 집중식 국가 프로그램의 존재는 연구 결과의 실질적인 구현에 큰 도움이 될 것입니다. 불행하게도, 우리는 외국 출처로부터 미국의 나노기술 분야에서 성공적인 발전이 있다는 것을 알게 되었습니다. 예를 들어, 여름에 미국 표준 연구소는 세계에서 가장 작은 원자 시계의 생성을 발표했습니다. 결과적으로 러시아 팀도 제작 작업을 수행했습니다.

러시아에는 국가 프로그램이 없지만 연구원과 애호가가 있습니다. 지난 한 해 동안 YNS (Youth Scientific Society)는 500 명 이상의 젊은 과학자, 대학원생 및 자국의 미래에 대해 생각하는 학생들을 모았습니다. 나노기술의 문제에 대한 자세한 연구를 위해 2004년 2월 INR을 기반으로 분석 회사인 "Nanotechnology News Network(NNN)"가 이 분야에서 수백 개의 오픈 월드 소스를 모니터링하고 4,500개 이상의 외국 및 러시아 언론, 기사, 보도 자료 및 전문가 의견의 정보 메시지. www.mno.ru 및 www.nanonewsnet.ru 웹사이트가 만들어졌으며 170,000명 이상의 러시아 시민과 CIS 시민이 알게 되었습니다.

청소년 프로젝트 경쟁

2004년 4월, "Uniastrum Bank"의 지원으로 "나노산업"에 대한 우려와 함께 국내 분자 나노기술 창출에 관한 최초의 전 러시아 청소년 프로젝트 대회가 성공적으로 개최되어 러시아 과학자들의 큰 관심을 불러일으켰습니다.

경쟁의 우승자들은 뛰어난 발전을 보여주었습니다. 첫 번째 장소는 러시아 화학 기술 대학의 젊은 과학자 팀에게 수여되었습니다. D. I. Mendeleev는 광학 나노 센서, 분자 전자 및 생물 의학을 위한 생체 모방(생체 모방 - 자연에 존재하는 구조의 모방) 재료를 만든 화학 과학 후보자 Galina Popova의 지도하에 있습니다. 두 번째 장소는 Tashkent State Pedagogical University의 대학원생이 차지했습니다. 병든 조직에 약물을 표적으로 전달하는 시스템을 개발한 Nizami Marina Fomina와 세 번째는 독특한 특성을 가진 나노세라믹 재료를 만드는 기술의 저자인 Tomsk의 남학생 Alexei Khasanov입니다. 수상자에게는 값진 상품이 주어졌습니다.

은행의 지원으로 인기있는 과학교과서인 "모두를 위한 나노기술"이 개발되어 출판을 준비하고 있으며, 일류 과학자들로부터 높은 평가를 받고 있습니다.

2004년 12월 나노 기술 분야의 선도적인 분석 기관이 된 NNN은 2004년 12월 청소년 프로젝트를 위한 제2차 전 러시아 대회의 시작을 발표했으며, 이 대회의 일반 후원자는 다시 Uniastrum Bank였으며 결과에 만족했습니다. 첫 대회. 또한, 이번에는 세계적인 무정전 전원장치 제조사인 파워컴도 후원을 맡았다. 저널 "Science and Life"는 경쟁 준비 및 취재에 적극적으로 참여합니다.

대회의 목적은 재능 있는 젊은이들을 해외가 아닌 자국에서 나노기술 개발에 참여하도록 유도하는 것입니다.

대회 우승자는 UMKA 나노기술 연구소를 받게 됩니다. 2위와 3위 수상자에게는 현대식 노트북이 수여됩니다. 최고의 참가자는 Science and Life 잡지 무료 구독권을 받게 됩니다. 상품으로 나노입자 기반 차량 수리 및 복원 키트, "Universum" 잡지 구독권 및 월간 CD "The World of Nanotechnologies"가 제공됩니다.

프로젝트의 초점은 자동차 산업 및 항공 분야의 유망한 나노 소재에서 임플란트 및 신경 공학 인터페이스에 이르기까지 매우 다양합니다. 콘테스트의 자세한 자료는 웹 사이트 www.nanonewsnet.ru에서 볼 수 있습니다.

2004년 12월 Fryazino 시(모스크바 지역)는 나노기술의 산업적 사용에 전념하는 첫 번째 회의를 주최했으며, 여기에서 과학자들은 생산에 구현할 준비가 된 수십 가지 개발을 발표했습니다. 그 중에는 나노튜브를 기반으로 한 신소재, 초강력 코팅, 마찰 방지 화합물, 플렉서블 전자 장치용 전도성 고분자, 초용량 커패시터 등이 있습니다.

러시아의 나노 기술이 추진력을 얻고 있습니다. 그러나 연구가 주 또는 포괄적인 연방 프로그램에 의해 조정되지 않는 한, 더 나은 쪽아마 아무것도 바뀌지 않을 것입니다. 미래의 나노기술자들을 위한 교과서가 이미 출간되었습니다.

당신이 미세한 로봇으로 가득 찬 물 한 잔을 마시고 있다고 상상해 보십시오. 그들의 크기는 너무 작아서 볼 수 없습니다. 그러나 당신이 그것을 마신 후에는 당신의 몸에 작용하기 시작하여 상처를 치유하고 필요한 경우 일종의 "패치"를 적용합니다. 나노미터는 100만분의 1미터입니다. 이것이 나노기술이 작동하는 규모입니다. 그들의 활동은 의료 분야에만 국한되지 않고 오히려 첨단 기술 분야로 진출하지만 나노 기술의 개발은 재정적으로나 지적으로 비용이 많이 듭니다.

아마도 우리 각자는 어린 시절에 꿈을 꾸었습니다. 음, 분명히 어린 시절의 꿈을 기억하고 있는 연구원들은 카멜레온처럼 색을 바꿀 수 있는 진짜 인공 피부를 개발했습니다. 과학자들에 따르면 이러한 발명은 위장 및 대규모 동적 디스플레이 개발에 사용될 수 있습니다. 이러한 뉴스는 언론에 주기적으로 나타납니다. 이번에는 정말 다른가요?

주변의 모든 과대 광고, 모든 속성 및 과학자의 약속에도 불구하고 이 재료가 아직 널리 사용되지 않는다는 사실에 놀랄 수 있습니다. 결과적으로 이것은 놀라운 일이 아닙니다. 국제 과학자 팀이 전 세계 60개 회사에서 생산한 그래핀 샘플을 분석한 결과, 모든 회사가 실제로 제작자가 발명한 초박형 탄소 기반 재료가 아닌 생산 및 판매에 종사하고 있다는 결론에 도달했습니다. 노벨상을 받았지만 일반 쓰레기도 터무니없는 가격에 팔고 있습니다.

러시아 연방 교육 과학부

시립 교육 기관

중등학교 - 중등 기숙학교 1호(완)

톰스크의 일반 교육

수필

이 주제에 대해: 현대 세계의 나노 기술

수행: 8A반 학생

사크넨코 마리아

감독자: Pakhorukova D.P.

물리학 교사

톰스크 2010

소개

현재 나노기술이 무엇인지 아는 사람은 거의 없지만 이 과학 뒤에는 미래가 있습니다. 내 작업의 주요 목표는 나노 기술에 익숙해지는 것입니다. 또한 이 과학을 다양한 산업에 적용하고 나노기술이 인간에게 위험할 수 있는지 알아보고 싶습니다.

나노기술이라는 과학기술 분야는 비교적 최근의 것이다. 이 과학의 전망은 장대합니다. 바로 입자 "나노"는 10억분의 1의 값을 의미합니다. 예를 들어, 나노미터는 10억분의 1미터입니다. 이러한 차원은 분자 및 원자의 차원과 유사합니다. 나노기술의 정확한 정의는 다음과 같습니다. 나노기술은 원자와 분자 수준에서 물질을 조작하는 기술입니다(이것이 나노기술을 분자 기술이라고도 부르는 이유입니다). 나노기술 발전의 원동력은 리처드 파인만(Richard Feynman)의 강의였는데, 그는 물리학의 관점에서 원자로부터 직접 사물을 만드는 데 장애물이 없다는 것을 과학적으로 증명했습니다. 원자를 효율적으로 조작하는 수단을 지정하기 위해 어떤 분자 구조도 만들 수 있는 분자 나노머신인 어셈블러 개념이 도입되었습니다. 자연 어셈블러의 예는 살아있는 유기체에서 단백질을 합성하는 리보솜입니다. 분명히 나노 기술은 지식의 별도 부분이 아니라 기초 과학과 관련된 대규모의 포괄적인 연구 영역입니다. 우리는 학교에서 공부하는 거의 모든 과목이 어떤 식으로든 미래의 기술과 연결될 것이라고 말할 수 있습니다. 가장 분명한 것은 물리학, 화학 및 생물학과 "나노"의 연결입니다. 분명히 다가오는 나노 기술 혁명과 관련하여 개발의 가장 큰 자극을 받게 될 것은 이러한 과학입니다.

1. 현대 세계의 나노 기술

1.1.나노기술 출현의 역사

나노기술의 할아버지는 그리스 철학자 데모크리토스라고 할 수 있습니다. 그는 처음으로 물질의 가장 작은 입자를 설명하기 위해 "원자"라는 단어를 사용했습니다. 20세기 이상 동안 사람들은 이 입자 구조의 비밀을 파헤치기 위해 노력했습니다. 독일의 물리학자 막스 놀(Max Knoll)과 에른스트 루스카(Ernst Ruska)가 처음으로 나노 물체를 연구할 수 있게 한 전자 현미경을 발명한 후 여러 세대의 물리학자들이 감당할 수 없는 이 과제에 대한 해결책이 20세기 전반기에 가능해졌습니다.

주로 영어로 된 많은 출처는 나중에 나노기술로 불릴 방법에 대한 첫 번째 언급을 리처드 파인만이 1959년 캘리포니아 공과대학 연례 회의에서 발표한 "밑바닥에는 많은 루가 있습니다"라는 유명한 연설과 연관시킵니다. 미국물리학회. Richard Feynman은 적절한 크기의 조작기를 사용하여 단일 원자를 기계적으로 움직이는 것이 가능할 것이라고 제안했습니다. 적어도 그러한 과정은 오늘날 알려진 물리 법칙에 위배되지 않습니다.

그는 이 매니퓰레이터를 다음과 같은 방식으로 수행할 것을 제안했습니다. 자체 사본을 생성하는 메커니즘을 구축하는 것이 필요합니다. 크기는 훨씬 작습니다. 생성된 더 작은 메커니즘은 메커니즘의 크기가 한 원자 정도의 크기와 일치할 때까지 다시 한 번 더 작은 복사본을 만들어야 합니다. 동시에 대우주에서 작용하는 중력의 영향이 점점 줄어들고 분자간 상호 작용의 힘이 메커니즘 작동에 점점 더 영향을 미치기 때문에이 메커니즘의 구조를 변경해야합니다. 마지막 단계 - 결과 메커니즘은 개별 원자에서 복사본을 조립합니다. 원칙적으로 그러한 사본의 수는 무제한이며 짧은 시간에 그러한 기계를 임의의 수로 만들 수 있습니다. 이 기계는 원자 대 원자 조립을 통해 동일한 방식으로 매크로 사물을 조립할 수 있습니다. 이것은 훨씬 더 저렴하게 만들 것입니다. 그러한 로봇 (나노 로봇)은 필요한 수의 분자와 에너지 만 제공하고 필요한 항목을 조립하는 프로그램을 작성해야합니다. 지금까지 아무도 이러한 가능성을 반박할 수 없었지만 아직 아무도 그러한 메커니즘을 만들지 못했습니다. 이러한 로봇의 근본적인 단점은 단일 원자에서 메커니즘을 생성할 수 없다는 것입니다.

다음은 R. Feynman이 제안한 매니퓰레이터에 대한 설명입니다.

나는 생각한다 전기 제어 시스템 생성 , 운영자의 "손"을 4 배로 줄인 형태로 일반적인 방식으로 만든 "서비스 로봇"을 사용합니다. 이러한 마이크로 메커니즘은 축소된 규모로 작업을 쉽게 수행할 수 있습니다. 나는 서보 모터와 작은 볼트와 너트를 똑같이 돌릴 수 있는 작은 "팔"이 장착된 작은 로봇에 대해 이야기하고 있습니다. 물론 이렇게하려면 먼저 필요한 메커니즘, 도구 및 조작기 암을 일반적인 크기의 1/4로 만들어야합니다 (사실 이것은 모든 접촉 표면을 16 배 줄인다는 의미임이 분명합니다). 마지막 단계에서 이러한 장치에는 서보 모터(16배의 전력 감소)가 장착되고 기존 전기 제어 시스템에 연결됩니다. 그 후에는 16배로 줄어든 매니퓰레이터 암을 사용할 수 있습니다! 이러한 마이크로 로봇과 마이크로 머신의 범위는 외과 수술에서 방사성 물질의 운송 및 처리에 이르기까지 상당히 넓을 수 있습니다. 제안된 프로그램의 원리와 그에 따른 예상치 못한 문제와 찬란한 기회가 분명했으면 합니다. 또한 규모가 더 크게 줄어들 가능성에 대해 생각할 수 있습니다. 물론 추가 구조적 변경 및 수정이 필요합니다 (그런데 특정 단계에서 "손"을 포기해야 할 수도 있습니다. 일반적인 모양), 그러나 새롭고 훨씬 더 진보된 장치의 제조를 허용할 것입니다. 기계 배치 또는 재료 소비와 관련된 제한이 없기 때문에 이 프로세스를 계속하고 원하는 만큼 작은 기계를 만드는 것을 방해하는 것은 없습니다. 그들의 부피는 항상 프로토타입의 부피보다 훨씬 적습니다. 4000배 감소한 100만 대의 공작 기계 총 부피(결과적으로 제조에 사용되는 재료의 질량)가 기존 공작 기계의 부피 및 질량의 2% 미만이 될 것이라고 쉽게 계산할 수 있습니다. 정상적인 크기. 이것은 재료 비용 문제를 즉시 제거한다는 것이 분명합니다. 원칙적으로 수백만 개의 동일한 소형 공장을 조직할 수 있으며 작은 기계가 계속해서 구멍을 뚫고 부품을 찍는 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 인생에서 만나는 모든 것은 대규모 요인에 따라 달라집니다. 또한 분자간 상호 작용력(소위 반 데르 발스 힘)의 작용 하에서 물질이 "고착"되는 문제도 있는데, 이는 거시적인 규모에서는 드문 효과를 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 너트는 풀린 후에도 볼트에서 분리되지 않으며 경우에 따라 표면에 "고착"되는 경우도 있습니다. 미세한 메커니즘을 설계하고 구축할 때 이러한 유형의 물리적 문제가 몇 가지 있습니다.

1.2. 나노기술이란

아주 최근에 등장한 나노 기술은 점점 더 많은 분야에 진입하고 있습니다. 과학적 연구그리고 거기에서 우리의 일상 생활로. 과학자들의 발전은 점차 소우주, 원자, 분자, 분자 사슬의 대상을 다루고 있습니다. 인공적으로 생성된 나노 물체는 그 특성으로 연구자들을 끊임없이 놀라게 하고 응용 프로그램에 대한 가장 예상치 못한 전망을 약속합니다.

나노기술 연구의 기본 측정 단위는 나노미터(10억분의 1미터)입니다. 분자와 바이러스는 이러한 단위로 측정되며 현재는 차세대 컴퓨터 칩의 요소입니다. 거시적 상호 작용을 결정하는 모든 기본 물리적 프로세스가 발생하는 것은 나노 규모입니다.

자연 자체는 나노 물체를 만드는 아이디어를 사람에게 촉구합니다. 사실 모든 박테리아는 나노머신으로 구성된 유기체입니다. DNA와 RNA는 정보를 복사하고 전송하고, 리보솜은 아미노산에서 단백질을 형성하고, 미토콘드리아는 에너지를 생성합니다. 에 분명하다 이 단계과학의 발전에서 과학자들은 이러한 현상을 복사하고 개선하는 아이디어를 내놓았습니다.

MKU "바시코르토스탄 공화국 시립 미야킨스키 지구 행정부 교육부"

Bashkortostan 공화국 학생의 미성년 과학 아카데미의 틀 내에서 연구 작업의 경쟁»

주제: "나노기술 - 미래의 상징"

지명: "물리학, 과학 및 기술»

이행됨 :

라티포프 알마즈 자비로비치

8학년 학생

감독자 :

미르갈리에바 알리야 올레고브나

수학과 물리 교사

MOBU 중등 학교 with.Anyasevo

소개…………………………………………………………………..
1. 나노기술이란?
2. 일상생활 속의 나노기술 ..................................................................
3. 비뉴턴 유체
결론………………………………………………………………..
참고문헌 .................................................................................................. . ...

소개

최근에는 "나노기술"이라는 말을 자주 듣게 됩니다. 어떤 과학자에게 그것이 무엇이며 왜 나노기술이 필요한지 묻는다면 대답은 짧을 것입니다. “나노기술은 물질의 습관적 특성을 변화시킵니다. 그들은 세상을 바꾸고 더 나은 곳으로 만듭니다."

과학자들은 나노기술이 산업, 에너지, 우주 탐사, 의학 및 기타 여러 분야와 같은 많은 활동 영역에서 응용될 것이라고 주장합니다. 예를 들어, 인체의 모든 세포에 침투할 수 있는 작은 나노로봇은 특정 질병을 신속하게 치료하고 가장 숙련된 외과의사도 할 수 없는 수술을 수행할 수 있습니다.

나노 기술 덕분에 "스마트 홈"이 나타납니다. 그 안에서 사람은 지루한 집안일을 거의 처리 할 필요가 없습니다. 이러한 책임은 "스마트 사물"과 "스마트 더스트"에 의해 대체될 것입니다. Luda는 더러워지지 않는 옷을 입을 것이며, 또한 예를 들어 저녁을 먹거나 샤워를 할 시간이라고 주인에게 알립니다.

나노기술은 컴퓨터의 발명을 가능하게 하고 휴대 전화, 손수건처럼 접어서 주머니에 휴대할 수 있습니다.

한마디로 나노기술자들은 인간의 삶을 크게 변화시키려는 의도를 가지고 있습니다.

그래서 나는 연구 주제를 공식화했다.

"나노기술은 미래의 상징입니다." 저는 이 주제에 관심이 있었습니다. 미래에 우리는 나노기술과 함께 살고 일할 것이기 때문입니다. 오늘날 우리는 그것에 대해 거의 알지 못합니다. 저는 이것이 우리의 미래를 겨냥한 것이기 때문에 오늘날 이것이 가장 시급한 문제라고 믿습니다. 그리고 오늘 미래의 기술에 대한 연구와 연구를 시작하기로 했습니다.

작업의 관련성: 물리학 공부는 7학년부터 시작되었습니다. 이 주제가 너무 흥미로워서 더 깊이 연구하기로 결정했습니다. 비 뉴턴 유체의 특성을 연구 한 후 급우들에게 이에 대해 말할 수 있다면 주제에 대한 관심이 높아질뿐만 아니라 다른 주제를 독립적으로 연구하고 수행하려는 욕구로 이어질 수 있습니다. 가능한 실험.

표적:

1. "나노기술" 개념의 본질을 이해하고 나노과학의 본질을 밝힌다.

2. 사람이 나노과학의 거대한 잠재력을 실현하는 방법을 이해합니다. 일상 생활, 그 전망과 미래.

3. 비뉴턴 유체가 무엇이며 어떤 특이한 성질을 가지고 있는지 연구합니다.

연구 목표:

"나노 기술"이라는 용어의 의미를 알아보십시오.
일상 생활에서 나노 기술을 사용하는 예를 찾으십시오.
액체의 특이한 특성에 대해 알아봅니다.
집에서 비뉴턴 유체를 만드는 것이 가능함을 증명하십시오.
비뉴턴 유체의 특이한 특성을 보여주는 실험을 수행합니다.
그러한 액체의 특성을 어디에 사용할 수 있는지 제안하십시오.
동료들에게 비뉴턴 유체와 그 특성에 대해 이야기하십시오.

가설: 나노 기술을 연구함으로써 우리는 의학에서 우주 연구에 이르기까지 나노 기술의 적용 범위를 점점 더 확장하고 있습니다.

연구 대상:비뉴턴 유체

연구 주제:비뉴턴 유체의 성질

연구 방법:주제에 대한 자료 수집, 분석 및 처리, 작업 디자인, 프레젠테이션 생성.

프로젝트 제품 출력:프레젠테이션

나노기술이란

나노기술이란? 그리고 사물의 속성을 정확히 어떻게 변경할 수 있습니까?

"나노 기술"이라는 단어는 "나노"와 "기술"의 두 단어로 구성됩니다.

"나노"는 미터와 같이 10억분의 1을 의미하는 그리스어 단어입니다. 원자 하나의 크기는 나노미터보다 약간 작습니다. 그리고 나노미터는 일반 완두콩이 지구본보다 작은 것처럼 미터보다 훨씬 작습니다. 사람의 키가 1나노미터라면 종이 한 장의 두께는 사람이 보기에 모스크바에서 툴라 시까지의 거리인 170km와 같을 것입니다!

"기술"이라는 단어는 사용 가능한 자료에서 사람에게 필요한 것을 만드는 것을 의미합니다.

그리고 나노 기술은 특수 장치를 사용하여 원자와 원자 그룹(나노 입자라고 함)에서 사람이 필요로 하는 것을 만드는 것입니다.

나노 입자를 얻는 방법에는 두 가지가 있습니다.

첫 번째로 더 간단한 방법은 하향식입니다. 출발 물질은 입자가 나노 크기가 될 때까지 다양한 방법으로 분쇄됩니다.

두 번째는 "아래에서 위로" 개별 원자를 결합하여 나노 입자를 얻는 것입니다. 이것은 더 복잡한 방법이지만 과학자들이 나노 기술의 미래를 보는 것은 그 뒤에 있습니다. 이런 방식으로 나노 입자를 얻는 것은 생성자와 작업하는 것을 연상시킵니다. 원자와 분자만이 부품으로 사용되며 과학자들은 새로운 나노 물질과 나노 장치를 만듭니다.

나노 기술의 첫 번째 사용 사례는 나중에 유명한 Kodak 회사를 설립한 George Eastman이 1883년에 사진 필름을 발명한 것이라고 할 수 있습니다.

현재 나노기술은 러시아 과학 발전의 우선 분야 중 하나입니다.

일상 속 나노기술

나노 기술은 현재 인간 생활의 다양한 영역에서 사용되고 있습니다. 이 글로벌 기술이 적용된 모든 영역을 나열하는 것은 거의 불가능합니다. 우리는 그들 중 몇 가지만 말할 수 있습니다.

결과적으로 나노 기술은 일상 생활에서 자주 발견되며 어디에나 있지만 우리는 그것에 대해 모릅니다.

우리 모두는 비누를 사용합니다. 비누 없이는 더 이상 개인 위생을 상상할 수 없습니다. 비누가 나노기술의 산물이라고 추측하는 사람은 아무도 없지만 가장 단순한 것 중 하나입니다. 비누에는 다른 인기 있는 화장품을 만드는 데 사용되는 작은 나노 입자인 미셀이 포함되어 있습니다. 나노 기술은 또한 태양과 초콜릿 황갈색을 좋아하는 사람들에게 도움이 됩니다. 자외선 차단제와 로션은 피부를 비타민으로 포화시키고 유해한 영향으로부터 보호하는 입자로 제조됩니다.

나노기술은 패션의 발전에 중요한 역할을 해왔습니다. 스키 재킷은 최신 기술을 사용하여 생산됩니다. 그들은 열을 아주 잘 유지하고 바람을 통과시키지 않으며 젖지 않습니다. 나노 입자는 또한 주름이 생기지 않고 오염과 악천후에 강한 다른 스포츠웨어를 만드는 데 사용됩니다.

테니스에서 나노기술은 중요하고 중요한 역할 중 하나입니다. 나노입자는 테니스 라켓과 공에서 발견됩니다. 덕분에 훨씬 가벼워지고 공이 더 탄력 있고 빨라졌습니다. 나노기술은 위생 도기의 개발 및 생산에 널리 보급되었습니다. 나노 입자를 사용하면 시장성 있는 광택을 오랫동안 유지하고 청소가 매우 쉬운 특수 코팅을 만들 수 있습니다.

우리는 나노기술이 컴퓨터와 인터넷으로 작업할 때 일상생활에서 우리를 돕는다는 것을 의심조차 하지 않습니다. 나노입자는 하드 드라이브의 메모리 매개변수를 높이는 데 사용됩니다. 개발 덕분에 랩톱, 넷북, iPhone, 스마트 폰 및 기타 여러 최신 장치가 등장했습니다. 우리 자동차도 나노입자의 개발로 큰 수혜를 입었습니다. 제조업체는 부품 표면을 코팅하고 훨씬 더 오래갑니다. 또한 일부 차량에는

손잡이의 상처를 밀봉하는 데 사용하는 반창고에는 상처를 더 빨리 치유하는 데 도움이 되는 은 나노층이 있습니다. 이것은 은이 나노입자에 의해 제공되는 증가된 표면적에 더 잘 작용하는 항균 특성을 가지고 있기 때문입니다.

모든 사람의 삶에서 나노기술의 중요성은 엄청납니다. 삶이 편안해질수록 과학자들은 이 아주 작은 입자에 대해 더 많이 알 수 있게 되었습니다.

비뉴턴 유체

뉴턴유체는 물, 기름, 대부분의매일 사용하는 우리에게 친숙한 유체 물질, 즉 무엇을 하든 집합 상태를 유지하는 물질입니다.

비뉴턴 액체는 액체라고 불리며, 그 흐름은 뉴턴의 법칙을 따르지 않습니다.

이미 17세기 말에 위대한 물리학자 뉴턴은 노를 빨리 젓는 것이 천천히 젓는 것보다 훨씬 더 어렵다는 사실을 알아차렸습니다. 그런 다음 그는 액체의 점도가 액체에 미치는 영향에 비례하여 증가하는 법칙을 공식화했습니다.

가정에서 가장 간단한 예시는 전분과 소량의 물의 혼합물입니다. 액체에 부유하는 결합제 거대 분자에 대한 외부 충격이 빠를수록 점도가 높아집니다.

유압의 관점에서 보면 변칙적인 액체가 많이 있습니다. 그들은 석유, 화학, 가공, 군사 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다. 비뉴턴 유체에는 굴착 유체, 하수 진흙, 유성 페인트, 치약, 혈액, 액체 비누 등이 포함됩니다.

비 뉴턴 유체의 특성은 분자 갑옷, 스마트 플라스틱 "handgam", 겨울 스포츠 장비, iPhone 케이스 제조의 군사 산업에서 널리 사용됩니다.

솔루션 준비.

요리를 위해서는 전분 (감자, 옥수수 등)과 물이 필요합니다. 비율은 전분의 품질에 따라 다르며 일반적으로 1:1에서 1:3 사이이며 물에 유리합니다. 혼합 결과 흥미로운 특성을 가진 젤리와 같은 것을 얻습니다. (부록 1)

비뉴턴 유체 연구.

유체 유량의 변화.

1번을 경험하세요.따라서 혼합물이 담긴 용기에 손을 천천히 넣으면 손을 물에 넣는 것과 같은 결과가 나타납니다. 하지만 스윙을 잘 해서 이 혼합물을 치면 손이 마치 단단한 물질처럼 튕겨져 나옵니다.

2번을 경험하세요.그러한 혼합물이 충분한 높이에서 부어지면 제트의 상부에서 액체처럼 흐를 것입니다. 그리고 바닥에 - 고체처럼 덩어리로 축적됩니다.

3번을 경험하세요.또한 손을 액체에 넣고 손가락을 날카롭게 짜낼 수 있습니다. 손가락 사이에 딱딱한 층이 형성되었음을 느낄 수 있습니다.

4번을 경험해보세요.또는 다른 실험 -이 "젤리"에 손을 넣고 예리하게 빼내십시오. 용기가 손 다음에 떠오를 가능성이 높습니다.

5번을 경험해보세요.액체에 빠르게 작용할 때 물에서 공처럼 굴리면 비뉴턴 액체 덕분에 실제로 나타납니다. (부록 1 참조)

이 실험의 결과를 바탕으로 날카 롭고 강하고 빠르게 작용하면 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. 고체에 가까운 특성을 나타내며 천천히 노출되면 액체가됩니다.

비뉴턴유체의 성질을 바탕으로 여러 활용법을 제안하고자 한다.

1. 깨지기 쉬운 유리제품(유리, 접시, 크리스마스 장식품 등)의 운송 및 보관용 용기 제작

2. 운동 선수를 위한 보호 장비(무릎 보호대, 팔꿈치 보호대, 헬멧 등)의 제조에 비뉴턴 유체를 사용하고 어린 아이들에게 보행을 가르치는 데 사용합니다.

비뉴턴 유체에는 중요한 단점이 있습니다. 유체에서 물이 증발하면 유체의 특성이 손실됩니다. 나는 연구를 수행 한 결과 주변 온도에 따라 속성이 2-5 일 동안 저장된다는 것을 알게되었습니다.

주변 온도	속성이 보존되는 일수

결론: 주변 온도가 낮을수록 물의 증발 속도가 느려지고 비뉴턴 유체의 특성이 더 오래 유지됩니다.

결론 1. 나노기술은 문명의 발전을 상상할 수 없는 가장 중요한 산업인 미래의 상징입니다. 2. 일상생활에서 나노기술 제품의 사용은 인간의 삶의 질을 향상시킨다. 3. 나노기술은 우리의 미래입니다. 모든 국가는 이 과학 분야를 발전시켜야 합니다. 4. 나노기술 연구는 미래에 더 많은 과학적 승리를 가져올 것입니다.

5. 실험 결과를 바탕으로 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다.

비뉴턴 유체를 빠르게 방해하면 저항이 느껴지고 속도를 늦추면 저항이 느껴지지 않습니다. 빠르게 움직일 때 그러한 액체는 다음과 같이 행동합니다. 단단한;

주변 온도가 낮을수록 물의 증발 속도가 느려지고 비뉴턴 유체의 특성이 더 오래 유지됩니다.

사용 문헌 목록

http:// 인기 있는. 루스나노. com

http:// www. 루스나노. com

http:// www. ko. 위키피디아. 조직

http:// 나노루. ko

http:// www. 나노미터. ko

http:// www. 나노기술. ko

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

http://izvmor.ru/