Оригинал сообщения
Комментарии: [показать]

Ещё немного о нанотехнологиях. Что нас ждёт на этом пути, какие перспективы.

[244x127] Применение нанотехнологии ведет к появлению принципиально нового технологического процесса «снизу вверх»: безотходной сборке необходимых изделий из атомов и молекул. В настоящее время человечество использует процесс «сверху вниз». Допустим, для того, чтобы сделать простейшую лопату, нужно срубить и обработать дерево, добыть, выплавить и отпрессовать руду. После всех материальных и трудовых затрат на выходе получаются инструмент и отходы: опилки, шлаки и т. п. А новая технология позволит «вырастить» лопату по заданным параметрам, причем по структуре она ничем не будет отличаться от обычной. Зато она окажется значительно дешевле, потому что для ее изготовления (равно как и для производства других предметов) нанороботы будут использовать атомы самых распространенных элементов: углерода, водорода, кремния, азота, кислорода, серы и других.

Надо сказать, что прогнозируемая специалистами высокая экономическая отдача использования нанотехнологий является одной из главных причин, побуждающих бизнесменов и госструктуры вкладывать в исследования огромные финансовые средства.

Более того, в ряде стран нанотехнологии внесены в перечень стратегически важных для развития государства проектов.

В настоящий момент нанотехнологии находятся в начальной стадии развития, поскольку основные открытия, предсказываемые в этой области, все еще не сделаны. Тем не менее, проведенные исследования уже сейчас дают практические результаты. Например, не так давно в продаже появилась краска, в состав которой входят наночастицы серебра, придающие продукту антибактериальный эффект. Также существуют специальные составы, предназначенные для нанесения на автомобильные стекла. В результате их применения образуется нанопокрытие, обладающее водо- и грязеотталкивающими свойствами. И это далеко не единственные примеры использования нанотехнологии.

ПРОГНОЗ НА ЗАВТРА

[244x192]

Atomic Force Microscope позволяет ученым не толь­ко манипулировать атомами, но также находить и исследовать более мелкие структуры.

[179x244]

На совсем, казалось бы, недавно выросшем древе нанотехнологии уже можно насчитать множество веток. Это и наноэлектроника, наноматериалы, пока еще макеты компьютеров нового поколения, структуры на основе углерода — нанотрубки и фуллерены, нанолекарства и нанороботы для военных, космоса, медицины, геологии… Но — обо всем по порядку. Не секрет, что развитие современной электроники идет по пути миниатюризации устройств. Однако классические методы производства подходят к своему естественному экономическому и технологическому барьеру. Скоро настанет момент, когда любая попытка уменьшения того или иного аппарата почти перестанет приводить к заметному результату, зато затраты возрастут экспоненциально. В подобных условиях внедрение нанотехнологии — единственный выход в плане усовершенствования электроники в частности, наукоемких производств в целом. Поэтому нет ничего удивительного в том, что сегодня активнее всего нанотехнологии развивают компании-производители компьютеров. Работающим в них ученым уже удалось разместить несколько миллиардов элементов на пластинке сверхчистого кремния размером в квадратный сантиметр. Данная разработка используется для изготовления процессоров наших с вами ПК. Но это не предел: в США давно и активно разрабатывается модель так называемого «молекулярного компьютера». Цель исследователей — вычислительная машина размером с несколько молекул. Что любопытно, американцы уже могут похвастаться некоторыми успехами.

Кардинальное уменьшение компьютеров способно существенно изменить наш быт. Так, скажем, молекулярный компьютер сможет управлять, к примеру, напыленным на мебель нанослоем краски, позволяя менять расцветку или даже форму предметов. Стены и потолки приобретут возможность воспроизводить любое изображение, создавая для зрителя абсолютный эффект присутствия. Одежда будет не только менять окрас, фасоны и обогревающие свойства при скачках температуры, но и сигнализировать врачам о состоянии здоровья владельца. Будут созданы автоматические комплексы для исследований других планет, которые смогут после посадки самостоятельно развернуть базу, провести исследования, используя вспомогательные механизмы, и отправить отчет людям. Наконец, велика вероятность разрешения проблем, связанных с экологией, так как специальные нанороботы будут не только контролировать вредные производства и вещества, но и нейтрализовывать их.

Второе место по масштабности экспериментов занимает нанобиотехнология. Ее главная задача — возможность использования наноструктур и объектов биологического происхождения. Как раз в этой отрасли активно ведутся работы по расшифровке генома, трансгенная инженерия. Нанобиотехнология — это и создание медицинских препаратов следующего поколения, способных доставлять лекарство непосредственно в нужное место, разработка новых методов диагностики и лечения. Также в русле этой технологии отрабатывается создание синтетических пород животных сельскохозяйственного назначения, новых сортов растений, а также сенсоров, систем очистки и нейтрализации отходов, гибридных биоэлектронных устройств и многого другого.

Говоря о нанотехнологиях, нельзя не упомянуть о разработке новых видов роботехники. Современные образцы пока еще неуклюжи, плохо обучаемы и не соответствуют тем размерам, о которых мечтают ученые и военные, но это только начало. В американской армии уже стоят на вооружении беспилотные роботы — дроны. Но, по мнению генералов, это уже прошлое. На смену этим «неуклюжим» конструкциям скоро придут дроны величиной с осу или шмеля, которые смогут находить и разрушать вражеские коммуникации, ставить помехи, выслеживать и уничтожать солдат и боевую технику противника. Причем роботы смогут действовать коллективно, как в природе работают те же пчелы…

Не стоит забывать о нанороботах, которых так ждут медики. Эти устройства будут циркулировать по системе кровообращения, проводя анализы, выявляя проблемные участки организма, уничтожая вредные бактерии и вещества. Они также смогут чистить сосуды и вены от холестерина, проводить изнутри сложные хирургические операции, обеспечивать полноценное внедрение имплантатов и других устройств и даже перестраивать тело человека для увеличения качественных характеристик: силы, выносливости и т. д.

Среди прочих проектов, реализация которых станет возможной с развитием нанотехнологий, одним из наиболее интересных является создание мономолекулярной нити. Ее появление воплотит в реальность мечту Циолковского и многих других ученых и фантастов — орбитальный лифт. Обладающая малым весом, невероятной прочностью и уникальной эластичностью нить позволит поднимать и опускать грузы с орбиты на землю, что приведет к резкому скачку в области космических исследований.

Но если орбитальный лифт — дело отдаленной перспективы, «жидкая» броня уже практически готова к производству в промышленных масштабах. «Жидкая» броня — это защита нового поколения, гель из твердых наночастиц и жидкого наполнителя. Действует она следующим образом. Динамический удар, вызванный попаданием пули или осколка, заставляет наночастицы связываться друг с другом, превращая гель в твердый композит, препятствующий дальнейшему проникновению инородного тела. Эту технологию планируется использовать не только в производстве бронежилетов, но и в защите автомобилей, вертолетов, самолетов… Наноботы, орбитальный лифт, новые виды вооружений — это лишь незначительная часть того, что готовит нам наступающая наноэра. Непредсказуемое и от этого несколько страшноватое будущее уже настойчиво стучится в двери. Нам осталось лишь распахнуть их и взглянуть ему в лицо.

КТО БОЛЬШЕ?

По объемам инвестиций в исследование нанотехнологий первое место в мире занимают США (около $2 млрд. в год). Америку стремительно догоняет Китай. За Поднебесной следуют Япония, Южная Корея, Тайвань, Германия и Франция. Россия пока отстает — в прошлом году на нанотехнологии предполагалось выделить лишь S80 млн. Но основания для оптимизма есть: правительство РФ утвердило концепцию ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям» развития научно-технологического комплекса России на 2007 — 2012 годы», установив объем финансирования за счет федерального бюджета в объеме 134 млрд. руб. примерно S5 млрд.).

Для студентов – на эту и другие темы можно заказать курсовую работу. Можно купить готовую. Качество гарантировано.

Для тех, кто хочет приобрести компьютер или бытовую технику через Интернет - интернет-магазин техники. В магазине акция – скидка на продукцию Indesit

Я сейчас нахожусь Дома
Мой настрой Good
Я слушаю Radio
[показать]LIci WP - WordPress crossposting plugin