Нанообъекты. В переводе с греческого слово "нано" означает карлик
жүктеу/скачать 19,4 Kb.
|
|
В современном мире за последние несколько лет происходит стремительное развитие нанотехнологий. Особенность нанотехнологий заключается в возможности их применения в неограниченной сфере, поэтому они являются базисом для совершенно нового технологиче-ского уклада экономики. Нанотехнологии наряду с информационными и биотехнологиями служат фундаментом научно-технической революции в XXI в. Возможности их разностороннего применения в таких областях экономики, как производство полупроводников, медицина, сенсорная техника, экология, автомобилестрое-ние, строительные материалы, биотехнологии, химия, авиация и космонавтика, машиностро-ение и текстильная промышленность, несут в себе огромный потенциал роста. Применение продукции нанотехнологий позволит сэкономить на сырье и потреблении энергии, сократить выбросы в атмосферу и, как следствие, будут способствовать устойчивому развитию экономики. Нанообъекты. В переводе с греческого слово "нано" означает карлик. Один нанометр (нм) - это одна миллиардная часть метра (10° м). Раз-меры объектов, с которыми имеют дело нанотехнологии, лежат в диапазоне от 0,1 до 100 нм. Большинство атомов имеют диаметр от 0,1 до 0,2 нм, а толщина нитей ДНК - около 2 нм. Нанометр во столько же раз меньше одного метра, во сколько толщина пальца меньше диаметра Земли. Идея о том, что вполне можно собирать устройства и работать с объектами, которые имеют наноразмеры, была впер- вые высказана Ричардом Фейнманом в 1959 г. По словам Фейнмана человек очень долго жил, не замечая, что рядом с ним живет целый мир объектов, разглядеть которые он не в состоянии. Тем не менее мы сами состоим из устройств, которые прекрасно на-учились работать с нанообъектами. Это наши клетки - кирпичики, из которых состоит наш организм. Клетка всю свою жизнь работает с нанообъектами, собирая из различных атомов молекулы сложных ве-ществ. Собрав эти молекулы, клетка размещает их в различных своих частях - ядре, в цитоплазме, в мембране. Представьте себе возможности, которые открываются перед человечеством, если оно овладеет такими же нанотехнологиями, которыми уже владеет каждая клетка человека! (рис. 92). Сейчас химики используют для синтеза новых веществ сложные и разнообразные приемы. Как только физики создадут устройства, способные оперировать отдельными атомами, многие методы традиционного химического синтеза могут быть заменены приемами "атомной сборки Химики будут заказывать синтез, а физики - просто "укладывать" атомы в предлагаемом порядке. Развитие техники манипуляции на ато марном уровне позволит решить многие проблемы химии и биологии. Примерами нанообъектов образующих наноструктуры, являются углеродные нанотрубки, фуллерены, квантовые точки и дендримеры. Первыми устройствами, с помощью которых стало возможным наблютать зо нонообъектами и передвигать их, стали сканирующие зондовые Микроскопы - атомно-силовой микроскоп (АСМ) и туннельный микроскоп. Создание атомно-си. лового микооскола дало возмо ность, наконець “пощупать и увидеть" нанообъекты. Основой АСМ служит микрозонд, представляющий собой тонкую пластинку. На ее конце расположен очень острый шип (кантилевер), оканчивающийся одним или группой из нескольких атомов Заслуга нанотехнологий состоит и в том, что они способы придавать привычным на первый взгляд материалам дополнительные свойства. Одним из таких примеров является высокопрочный бетон. Специали сты утверждают, что новый бетон прослужит верой и правдой лет 500. На его основе можно возводить небоскребы, большие мосты (рис. 95). В химическом производстве применяют и нанокатализаторы. Примерами таких реакций могут служить следующие реакции: 1. Синтез бензола из ацетилена (палладий на пленке Mg0): 3C2H2 -> C6H6 2. Окисление угарного газа кислородом (нанокластеры золота): 2СО2 + 02 -> 2СО2 3. Гидрирование монооксида углерода (наночастицы кобальта сфе-рической формы): CO + 3H2 -> CH4 + H2О Последние годы вложений ознаменовались бурным ростом интереса к нанотехнологии и ростом вложении инвестиций в нее. И это вполне понятно, учитывая, что нанотехнологии обеспечивают высокий потенциал экономического роста, от которого зависят качество жизни населения, технологическая и оборонная безопасность, ресурсо- и энергосбережение. Сейчас практически во всех развитых странах действуют национальные программы в области нанотехнологии жүктеу/скачать 19,4 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|