Értelmező szótár Nanotechnológia
törpe
Nanos - az ókori görög „törpe”. Ezért a tudomány nevében. A fő értéke a nanotechnológia - egy nanométer, egy milliárdod méter. Nanotechnológia foglalkozik a mikroszkopikus tárgyak mikrokozmosz - az ezred és milliomod por. Más szóval, ez az anyag manipulációs technikák atomi és molekuláris szinten.
Mikroruki
A korai 1920-as években, a klasszikus szovjet irodalom a gyermekek számára, a barátja Danyiil Ivanovics Harmsz és Samuil Marshak Boris Zhitkov írt egy fantasztikus történet „Mikroruki” a zseniális feltaláló, aki összegyűjtötte a mikroszkopikus robotkar. Jelenlegi nanotechnológusok működik, minden bizonnyal nem a leírt rendszer alatt, de az ideológia a tevékenységük író megjósolta pontosan:
”... Én már régóta zavarba át, és ez jött, csináltam egy kis kéz, egy pontos másolatot a - ez legalább húsz, harminc-szor kevesebb, de flexibilis ujjak, mint az enyém, akkor tömörítve egy ököl, hogy kifújja magát, állni ugyanabban a helyzetben, mint az én élő kezét. És tettem őket. Sőt mi több, jól működik órák szállította nekik a mechanizmus, ami mozgott az ujjai, azok a kis báb ujjai pontosan a parancsaimat. Sikerül mindez vezetett a kesztyű, speciális kesztyűt. Tettem a kesztyűt a kezét, és a legkisebb mozgás az egész hálózat vezeték nélkül továbbítja báb kezeli: I kilincs a jobb öklét - egy kis bütyök összenyomja a jobb kar ... "
Ezután segítségével feltaláló gyűjtött mikroruk kézzel még kisebb. „Nem tudtam a saját mikrorukami gyorsan és anélkül, hogy hiányzik a munka mellett erőteljes mikroszkópok. Apró hajtások a rosszindulatú daganat, én lekerült az élő szervezetben, én kotorászott a beteg szem, mint egy hatalmas gyár, és nem volt a kiadás a munkából. De ez nem akadályozta meg utamon. Azt akartam, hogy igaz mikroruki úgyhogy tudtam megragadni anyagi részecskék, amelyek létre számít, hihetetlenül apró részecskék, melyek láthatóak csak ultramicroscope. Azt akartam, hogy a terület, ahol az emberi elme elveszíti minden értelemben méret - úgy tűnik, hogy tényleg nincs mérete, mielőtt az összes elképzelhetetlenül kicsi. És elkezdtem anyagot szolgáltatnak új kis kesztyű, hogy ezeket ultramikroruki. Dolgoztam egy csepp víz. Meg kellett fogni csillósok által kerekesférgekre, hogy a bőre, hogy kesztyűt. Néztem két mikroszkóp, láttam megpördült, és rohant csillósok. Még azt is hallottam egy kis csoszogó testüket, amikor találkoztak. Úgy tűnt nekem, hogy magam ülök ebben a víz alatti világ. "
Richard Feynman
Az első többé-kevésbé kiterjedt nanotechnológia módszerek adta az amerikai tudós Richard Feynman híres jelentésében, „A világban, rengeteg hely,” olvasható 1959-ben a California Institute of Technology éves ülésén az American Physical Society. Feynman javasolt, amelyek mechanikusan mozog egyedi atomok a megfelelő mennyiségű a manipulátor. Ez a folyamat azt bizonyítja, a tudós nem mond ellent a jól ismert eddigi fizikai törvényeket. A „nanotechnológia”, ő még nem említettek.
Ez az első alkalom a „nanotechnológia” kifejezés a University of Tokyo professzora Norio Taniguchi 1974: így nevezte termékek előállítására mérete néhány nanométer. De a fő támogatója a kifejezés az 1980-as években volt, az amerikai tudós Eric Drexler, aki fáradhatatlanul mondja a világ a csodák a nanoworld a könyveiben. A leghíresebb közülük - "Engines of Creation: jön korszak nanotechnológia."
mikroszkópok
A kvantumfizika, amelynek alapja egy sor modern vívmánya nanotechnológia felfedezések azt tanítja, hogy minden megfigyelés - a manipuláció a megfigyelt objektum. Scientist, mérési, például impulzus héliumatom reagál velük megváltoztatja a kezdeti állapotban. A mai nagy teljesítményű mikroszkóp - a legfontosabb eszköze a nanotechnológia - megfigyelés és manipuláció váltak elválaszthatatlan. Kapcsolat superkroshechnogo mikroszkóp atom hat a tárgy és a műszer.
Először jelent nanotech által feltalált IBM svájci laboratóriumban. 1982-ben, a raszter alagút mikroszkóp jött létre, melyek alapítói négy évvel később elnyerte a Nobel-díjat. 1986-ban, ők is, hogy egy atomi erő mikroszkóp.
A működési elve egy atomerő mikroszkóp (AFM) alapul használatát atomi kötés ható erők atomok között az anyag. Általában, a készülékben használt gyémánt tűt, hogy siklik a minta felületét (mint mondják, „keresés” a felület). Ha megváltoztatja a ható erő és a felület közötti hegyét, egy rugó, amelyen rögzítve, deformálódik, és ez az eltérés által rögzített érzékelő.
Segítségével atomi erő mikroszkóp nem csak látni az egyes atomok, hanem szelektíven hatnak rájuk, különösen, mozogni atomok felületen. A tudósok sikerült ezzel a módszerrel, hogy hozzon létre egy kétdimenziós nanoszerkezetek egy felületen. Például az IBM kutatóközpont cég ksenona egymás mozgó atomok felületen egykristály nikkel, az alkalmazottak feküdt három betű a logó használata 35 ksenona tartalmaz.
nanorészecskék
Ezt a részecskeméretet 1-1000 nanométer. Nanorészecskék lehet például a nagy molekulák. Vagy teljes molekulatömegű vegyületek - mint például a fullerének, néhány, a legtöbb jól ismert eddigi nanorészecskék. Ha megnézzük őket mikroszkóp alatt, akkor láthatjuk a zárt konvex poliéderek tagjai szénatomot tartalmaz. Ezek az úgynevezett tiszteletére a mérnök és tervező Richard Buckminster Fuller, építenek házakat és geodéziai struktúrák formájában poliéder.
A nanorészecskék váltak a fő vizsgálat tárgya a nanotechnológia, mert az elképesztő tulajdonságokkal. Először is, világossá vált, hogy ha a nanorészecskéket alaposan megtisztított minden idegen atomok és molekulák, akkor samovystraivatsya bizonyos struktúrákat. Például, nanorészecskék Egyes szerves anyagok alkotnak egy ultra-vékony filmek, amelyek a kiváló optikai tulajdonságokkal - például filmek kezdték használni a termelés napelemek. A szerkezetek egyéb anyagok nélkülözhetetlenek voltak nanorészecskék „vpityvatelyami” - felitatni.
A fullerén megmutatta egy csomó hasznos funkcióval. Ez egyrészt a bírság félvezető egy nagy jövőt az elektronika. Másodszor, a növekedés Super Booster mesterséges gyémánt (gyémánt hozam növekszik
30%). Az akkumulátorok és elektromos akkumulátorok, új gyógyszerek - mindez túlságosan távoli jövőben fullerén.
nanorobots
Létrehozása robot akkora, mint egy baktérium, vagy kevesebb, ami az emberi feladat épülne az atomok különböző tárgyakat, és képes volt reprodukálni önmagát - most a legfontosabb feladat a nanotechnológia. Az apa a nanotechnológia és nanorobotics Eric Drexler nevű ilyen gép szerelőknek azaz gyűjtők. Azonban, a gyártás egy ilyen robot technológia még csak elméletben létezik, és az úgynevezett „ellenőrzött mechanosynthesis” - rajz molekulák atomok egy mechanikus megközelítés, amíg sor kerül a megfelelő kémiai kötéseket. A mechanosynthesis nanomanipulator szükséges, képes befogására az egyes atomok és molekulák, és manipulálni őket egy sugara legfeljebb 100 nm. Nanomanipulators kell beadni vagy makrokompyuterom vagy nano-beágyazva a kollektor robot (szerelés), a vezérlő kar. Általában mindent úgy, ahogy leírt történet Zhitkov „Mikroruki”.
Nanomanipulators még nem létezik, de úgy van kialakítva szonda mikroszkópia, amellyel néha még termel valamennyi mozgása az egyes molekulák és atomok. Önreprodukáló szerkezet képes a saját példányát, ugyanabból az anyagból, mint a replikátor is. Ha nem technológiai fejlesztése önreprodukáló struktúrák, molekuláris gyártás korlátozott lesz csak mikroszkópos termékeket. Biztató, hogy a természet használ replikátor mindenhol - a reprodukció szervezetekre. Régóta alakult és számítógépes program, amely képes a replikáció - ugyanaz a vírus, így elvileg a létesítmény Nanoreplicators - idő kérdése. A mai napig, a NASA nagyon érdekli a létrehozásában autonóm kibernetikus alkalmas eszközök replikáció, feltárása, a Hold és a Mars. Szakértők úgy vélik, hogy a létrehozása rendkívül kis helyet autonóm eszközök nyit egy új irányt a fejlesztés tér és a Naprendszerben.
szürke ragacs
Lehetséges semmi szürke tátongó űrt, amely képes átalakítani a világot a nanotechnológia, ha valami elromlik. 1986-ban, minden ugyanaz Eric Drexler le a példátlanul erős nanofabrication rendszer a jövőben. A fő hősei a szállítószalag, az ő véleménye, éppen robotok, hogy összegyűjti a mérete olyan baktérium, amely lehet határozni a megfelelő helyen egyes molekulák. Ez a molekuláris szerelvény lenne nagyon produktív, mint apró robotok mikroszkopikus távolságok nagyon gyorsan halad, és molekuláris szinten a lehető legpontosabb és tartós szerkezetet. De Drexler már leírt, amit egy ilyen forgatókönyv vezethet. Persze, ez a legjobb, ha a nanobots teszik magukat nanorobots. De amint a kollektor a robot, elvileg be lehet programozni, önreprodukciója úgy tűnik valószínűsége és önreplikációhoz folyamat ellenőrizhetetlenné - egyszer replikánsok robotok fogják feldolgozni az önreprodukcióját összes szabad úgy számít, és biomassza gyorsan átalakítja a világot „szürke ragacs” - " szürke ragacs ».
óriás mágneses
Óriás mágneses - az úgynevezett miszerint 1988-ban egymástól függetlenül fedezte fel Albert Fert és Peter Grünberg, amiért megkapta az idei Nobel-díjat. A tudósok azt találták, hogy ha egy ilyen konstrukciót torta „Napoleon” legvékonyabb réteg mágneses és nem mágneses vas-króm, majd a kapott kristályos, hogy gyakoroljon egy mágneses mező, az elektromos ellenállás a kristály csökken többször. Ezek a kristályok lényegesen nagyobb sűrűségű adattároló a RAM és a merevlemez.
Általában nanotechnológia eddigi mutatják a legnagyobb hatékonyságot, különösen a területén elektronika: kijelző létesítményeket feltöltik átlátható és rugalmas kijelzők alapján nanocsövek. Néhány év múlva fel lehet használni, hogy végre egy összecsukható elektronikus újságok, frissíthető a vezeték nélküli hálózaton keresztül.
műanyag acél
University of Michigan professzora Nicholas Kotov és kollégái bemutatott néhány hónappal ezelőtt egy új anyag - könnyű, mint a papír, és ezzel egyidejűleg olyan szilárd, mint az acél.
A tudósok hoztak létre egy robot, amely beépített laminált, felváltva alkalmazva az üvegfelületen „tégla”, a „habarcs” speciális konténerek. Minden réteg ebben az esetben néhány nanométer vastagságú, és téglák „műanyag lett” szolgált nanocheshuyki agyag, vízben szuszpendált. A prototípus műanyag acél méretei kb, mint egy lemez-gumi, és a vastagsága -, mint egy műanyag zacskóba. Ez átlátszó, könnyű és tartós, mert tartalmaz 300 dupla rétegben. De ami a legfontosabb: a változtatások esetén és a stressz lógó hidrogénkötések azonnal vissza véglegesen tartani az összes elemet az összetett együtt. „Még mindig a szakaszában előzetes tanulmányok - Kotov mondja -, de építünk mi labor gép, amely képes létrehozni darab műanyag váltak a mérete egy méter.”
Nanogitara
A világ első, és ennek megfelelően a legkisebb a világon létrehozta a gitár for fun 10 évvel ezelőtt, a Cornell Egyetemen. A hossza a gitár - 10 mikrométer. Ez a méret a vérsejtek.
Három évvel ezelőtt, volt még egy nanonovinka - pontos másolata a Gibson Flying V, vagy a „fecskék”. Ez körülbelül ötször nagyobb, mint az első mintát, de mikroszkóp nélkül, hogy észre, természetesen lehetetlen. Húrok szilícium pálca, 17 gyűrű oktáv szokásosnál nagyobb gitárhúrok. A lézersugár lehet húzni ezeket a húrok: vibráló, ezek zavarják a fény, és a visszavert fény segítségével elektronika alakítjuk hallható hangok.
nanopunk
Amerikai író gyűjteménye sci-fi történetek Paul de Filippo „Ribofank” lett a kiáltvány nanopunk, a legújabb sci-fi stílusú, helyébe a cyberpunk. Leírja, hogy elég komor változata a nanotechnológia fejlődése - megsemmisítése a világ nanorobots megsokszorozódik kontrollálatlan. Nanopunk érdekelt létrehozása intelligens anyag, hasznos vírusok és egyéb molekuláris eszközök.
és iPod nano
Semmi köze iPod nano nem nanotechnológia - «nano» egyedül ő volt miatt törpe méretű (amikor az Apple Computer képviselte iPod nano, ő váltotta az akkori népszerű iPod mini). iPod nano szerint a legtöbb gadzhetovedov technikailag jobb, drágább, de sajnos nagyon sérülékeny alternatívája iPod mini. A másik dolog az, hogy minden modern elektronikai egyre szoros kapcsolat a nanotechnológiával kapcsolatos.
előrejelzések
Minden az előrejelzések kapcsolatos nanotechnológia olyan fantasztikus, hogy nem fér a fejembe. A következő 50 évben lehetőség lesz:
- automatikus építése orbitális rendszerek és a telepeket a Holdon és a Marson;
- megoldást arra a problémára, az élelem hiánya, a lakhatás és az energia;
- elidegenítéséből emberi halál határozatlan ideig;
- átalakítása az emberi test, hogy növelje a természetes képességét;
- vezeték nélküli kommunikációs és számítógépes mikrochip varrva az emberi agy;
- számítástechnikai berendezések átalakul egy hatalmas globális információs hálózat teljesítményét, és minden egyes személy lesz a lehetőséget, hogy egy terminál - közvetlen hozzáférést biztosít az agy és az érzékek.
Érdemes megjegyezni, hogy ezek az előrejelzések zöngés nem sci-fi, de nagyon komoly tudósok és szakértők.
képződés
Az orosz nanotechnológiai kész tíz egyetem - ezek mind az alább felsorolt.
1. MUCTR. Mengyelejev Tanszék nanotechnológia és a nanoanyagok
2. MSU. Egyetem Anyagtudományi és Kémiai Tanszék, Kolloidkémiai Tanszék
3. Samara State Aerospace University. Akadémikus Szergej Koroljov, Nanotechnológia Tanszék
4. Ufa Állami Légiközlekedési Műszaki Egyetem, nanotechnológia Kar Aviation és technológiai rendszerek
5. Ural Állami Egyetemen. Gorkij, Fizika Kar
6. Novosibirsk State Technical University, Department of Radio Engineering, Electronics and Physics
7. Moscow Institute of Physics and Technology (Egyetem), Department of Fizikai és Kvantumelektronikai
8. Taganrog State University, regionális tárcaközi központ közös használatú „Nanotechnológia”
9. MSTU. Bauman, osztály „Design és technológia a termelés EA”
10. Moscow Institute of Electronic Engineering, Department of "Quantum Physics és nanoelektronika"