Слайд 1НАНОТЕХНОЛОГИИ
Cтудент гр. 1ОНП11 3ВБ Волошин А.
Руководитель Ильясов
К.З.
Слайд 2Нанотехнология — область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело
с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.
Слайд 3Краткая историческая справка
1931 г. – Кнолл и Руска создали электронный
микроскоп, который в первые позволил исследовать нанообъекты;
1959 г. – Р. Фейнман научно доказал, что с точки зрения фундаментальных законов физики нет никаких препятствий к тому, чтобы создавать вещи прямо из атомов;
1968 г. – А. Чо, Д. Артур из компании BELL, разработали теоретические основы нанообработки поверхности;
1974 г. – Н. Танигучи ввел в научный оборот слово «нанотехника», предложив называть так объекты размером менее 1 микрона;
1981 г. – Г. Биннинг, Г. Рорер создали сканирующий тунельный микроскоп – прибор, позволяющий осуществляющий воздействие на вещество на атомарном уровне.
Слайд 41986 г. – Г. Биннинг, K. Куатт, K. Гербер создали сканирующий
атомно-силовой микроскоп;
1989 г. – Д. Эйглер из фирмы IBM, выложил название своей фирмы атомами ксенона;
Слайд 5Фуллерены, как новая форма существования углерода в природе наряду с давно
известными алмазом и графитом, были открыты в 1985 г. при попытках астрофизиков объяснить спектры межзвездной пыли. Оказалось, что новая молекула C60 состоит из 60 атомов углерода, расположенных на сфере (диаметр ≈ 1 nm) с высокой степенью симметрии и напоминает футбольный мяч Атомы углерода образуют 12 правильных пятиугольников и 20 правильных шестиугольников в соответствии с теоремой Л. Эйлера. Молекула названа в честь архитектора Р. Фуллера, построившего дом из пятиугольников и шестиугольников. Первоначально, C60 получали в небольших количествах, а затем, в 1990 г., была открыта технология крупномасштабного производства.
Слайд 6Структура молекулы фуллерена интересна тем, что внутри него образуется полость, в
которую благодаря капиллярным свойствам можно ввести атомы и молекулы других веществ, что дает, возможность их безопасной транспортировки. По мере исследования фуллеренов были синтезированы и изучены их молекулы, содержащие различное число атомов углерода – от 36 до 540.
Слайд 7
Нанотрубки В 1991 году профессор С. Иидзима обнаружил длинные углеродные цилиндры,
получившие название нанотрубок.
Нанотрубка – это молекула из более миллиона атомов углерода, представляющая собой трубку с диаметром около нанометра и длиной несколько десятков микрон. Они в 100 раз прочнее стали и имеют в 6 раз меньшую плотность! Модуль Юнга – уровень сопротивления материала деформации – у нанотрубок в двое выше, чем у обычных углеродных волокон. То есть трубки не только прочные, но и гибкие. Под действием механических напряжи, превышающие критические, трубки не ломаются и не рвутся, а перестраиваются. В зависимости от конкретной схемы сворачивания графитовой плоскости (хиральности), нанотрубки могут быть как проводниками, так и полупроводниками.
Слайд 8Направления нанотехнологии
I Молекулярный дизайн. Препарирование молекул и синтез новых молекул
в сильно неоднородных электромагнитных поля;
Слайд 9II. Наноматериаловедение. Создание «бездефектных» высокопрочных материалов, материалов с высокой проводимостью;
Слайд 10III. Наноприборостроение. Создание сканирующих туннельных микроскопов, атомно-силовых микроскопов, магнитных силовых микроскопов,
многоострийных систем для молекулярного дизайна, миниатюрных сверхчувствительных датчиков, нанороботов;
Слайд 11
IV. Наноэлектроника. Конструирование нанометровой элементной базы для ЭВМ следующего поколения, нанопроводов,
полевых транзисторов, выпрямителей, дисплеев, акустических систем;
Слайд 12V. Нанооптика. Создание нанолазеров, синтез многоострийных систем с нанолазерами;
Слайд 13VI. Нанокатализ. Разработка катализаторов с наноструктурами для классов реакций селективного катализа;
Слайд 14VII. Наномедицина. Проектирование наноинструментария для уничтожения вирусов, локального .ремонта. органов, высокоточной
доставки доз лекарств в определенные места живого организма;
Слайд 15Суспензии металлических наночастиц (обычно железа или его сплавов) размером от 30
нм используют как присадки к моторным маслам для восстановления изношенных деталей автомобильных и других двигателей непосредственно в процессе работы. Суспензии металлических наночастиц (обычно железа или его сплавов) размером от 30 нм используют как присадки к моторным маслам для восстановления изношенных деталей автомобильных и других двигателей непосредственно в процессе работы. квантовые точки и нанопроволоки
VIII. Нанотрибология. Определение связи наноструктуры материалов и сил трения и использование этих знаний для изготовления перспективных пар трения;
Слайд 16ОПАСНОСТЬ
Видимые лишь под сверхмощным микроскопом наноматериалы представляют опасность для всего живого.
Эти микроскопические объекты чрезвычайно химически активны, в результате чего они могут обладать повышенной токсичностью
Маленькие размеры:
70нм – могут прониакть в легкие
50нм – в клекти
30 нм – в кровь и клетки мозга
Хорошие адсорбенты -> могут быть носителями токсинов (TiO вызывает патологию внутренних органов, exp. на рыбах)
Защитные силы организма не распознают их из-за маленького размера Долговременное действие на организм еще не исследовано.