Федеральное агентство по образованию Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Институт международных отношений
Факультет:		«Управления и экономики высоких технологий»
Специальность:		350200		«Международные отношения»
Группа:		У4-04
Курс:		2
Реферат на тему: «Нанотехнологии»
Студент						Котова О.О.
		Подпись				Фамилия И.О.
Руководитель						Самедов В.В.
Подпись			Фамилия И.О.

Оглавление

Что такое нанотехнологии?

Нанотехнологии. В последнее время мы часто читаем и слышим это слово в средствах массовой информации. А что это такое? Мы хорошо знаем, что сантиметр – сотая доля метра, миллиметр – тысячная. А нано- просто обозначает миллиардную долю чего-либо. Нанометр – миллиардная часть метра. Технология– это совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала, осуществляемых в процессе производства продукции. Задача технологии как науки – выявление физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов. А что означают эти два слова вместе? Под термином «нанотехнология» следует понимать комплекс научных и инженерных дисциплин, исследующих процессы, происходящие в атомном и молекулярном масштабе. Нанотехнология предполагает манипуляции с материалами и устройствами настолько маленькими, что ничего меньшего быть не может. Говоря о наночастицах, обычно подразумевают размеры от 0,1 нм до 100 нм. Заметим, что размеры большинства атомов лежат в интервале от 0,1 до 0,2 нм, ширина молекулы ДНК примерно 2 нм, характерный размер клетки крови приблизительно 7500 нм, диаметр человеческого волоса — 80 000 нм. В основе нанотехнологиий лежит то, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если взять очень маленькую частицу этого вещества. Частицы, размерами от 1 до 1000(свыше 100 нанометров наночастицами можно назвать их условно) нанометров обычно называют «наночастицами». Так, например, оказалось, что наночастицы некоторых материалов имеют очень хорошие каталитические и адсорбционные свойства. Другие материалы показывают удивительные оптические свойства, например, сверхтонкие пленки органических материалов применяют для производства солнечных батарей. Такие батареи, хоть и обладают сравнительно низкой квантовой эффективностью, зато более дешевы и могут быть механически гибкими. Удается добиться взаимодействия искусственных наночастиц с природными объектами наноразмеров — белками, нуклеиновыми кислотами и др. Тщательно очищенные, наночастицы могут самовыстраиваться в определенные структуры. Такая структура содержит строго упорядоченные наночастицы и также зачастую проявляет необычные свойства.

При уменьшении размера частиц возрастает отношение поверхности к объему. По этой причине наночастицы существенно легче вступают в химические реакции. В дополнение к этому на уровне менее 100 нм появляются эффекты квантовой физики. Квантовые эффекты могут влиять на оптические, электрические или магнитные свойства материалов непредсказуемым образом. Маленькие кристаллические образцы некоторых веществ становятся прочнее, поскольку они просто достигают состояния, при котором не могут раскалываться так, как это происходит у больших кристаллов, когда на них воздействуют с усилием. Металлы становятся похожими в некотором отношении на пластмассу. В настоящее время используется два основных способа изготовления наноустройств. Снизу вверх. Сборка наноустройств по принципу «молекула к молекуле» что напоминает сборку дома или автомобиля. Простые наночастицы, такие как используемые в косметике диоксид титана или оксид железа, могут быть получены с помощью химического синтеза. Можно создавать наноустройства, перетаскивая отдельные атомы с помощью так называемого атомного силового микроскопа (либо сканирующего туннельного микроскопа), достаточно чувствительного для выполнения подобных процедур. Впервые эта методика была продемонстрирована специалистами IBM — с помощью сканирующего туннельного микроскопа они выложили аббревиатуру IBM, расположив соответствующим образом 35 атомов ксенона на поверхности никелевого образца. Сверху вниз. Эта методика предполагает, что мы используем макроскопический образец и, к примеру, с помощью травления создаем на его поверхности обычные компоненты микроэлектронных устройств с параметрами, характерными для наномасштабов.

История развития нанотехнологий

Отцом нанотехнологии можно считать греческого философа Демокрита. Примерно в 400 г. до н.э. он впервые использовал слово "атом", что в переводе с греческого означает "нераскалываемый", для описания самой малой частицы вещества. А само понятие нано было использовано в 1905 году, когда швейцарский физик Альберт Эйнштейн опубликовал работу, в которой доказывал, что размер молекулы сахара составляет примерно 1 нанометр. Большое влияние на историю развития нанотехнологий связывают с известным выступлением Ричарда Фейнмана с его работой «Там внизу много места» (англ. «There’s Plenty of Room at the Bottom»), сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на ежегодной встрече Американского физического общества. Ричард Фейнман предположил, что возможно механически перемещать одиночные атомы, при помощи манипулятора соответствующего размера, по крайней мере, такой процесс не противоречил бы известным на сегодняшний день физическим законам. Этот манипулятор он предложил делать следующим способом. Необходимо построить механизм, создававший бы свою копию, только на порядок меньшую. Созданный меньший механизм должен опять создать свою копию, опять на порядок меньшую и так до тех пор, пока размеры механизма не будут соизмеримы с размерами порядка одного атома. При этом необходимо будет делать изменения в устройстве этого механизма, так как силы гравитации, действующие в макромире будут оказывать все меньшее влияние, а силы межмолекулярных взаимодействий и Ван-дер-Ваальсовы силы будут все больше влиять на работу механизма. Последний этап — полученный механизм соберёт свою копию из отдельных атомов. Принципиально число таких копий неограниченно, можно будет за короткое время создать любое число таких машин. Эти машины смогут таким же способом, поатомной сборкой собирать макровещи. Это позволит сделать вещи на порядок дешевле — таким роботам (нанороботам) нужно будет дать только необходимое количество молекул и энергию, и написать программу для сборки необходимых предметов. До сих пор никто не смог опровергнуть эту возможность, но и никому пока не удалось создать такие механизмы. Принципиальный недостаток такого робота — принципиальная невозможность создания механизма из одного атома. Однако впервые термин «нанотехнология» употребил Норио Танигути в 1974 году. Он назвал этим термином производство изделий размером несколько нанометров. И уже в 1986 году нанотехнология стала известна широкой публике. Американский футуролог Эрк Дрекслер опубликовал книгу, в которой предсказывал, что нанотехнология в скором времени начнет активно развиваться.

Области применения нанотехнологий

Перечислить все области, в которых эта глобальная технология может существенно повлиять на технический прогресс, практически невозможно. Области применения наноматериалов очень обширны, т.к. они являются основой всего живого и не живого мира. Наиболее перспективными и стратегически важными на сегодняшний день являются следующие направления исследований: Военно-промышленный комплекс. Не секрет что гонка вооружений не прекращается ни на минуту. Правительства всех стран стремятся усовершенствовать свою боевую мощь. И именно нанотехнологиям в этой области уделяется особый интерес, и тратятся огромные деньги. Производство. В производстве наноразработки играют очень важную роль, например, покрытия металлорежущих инструментов, модифицированные наноалмазами, позволяют продлить срок службы в 4-5 раз, тем самым сократить колоссальные затраты. Медицина. В медицине позволяют решать множество важных задач, наиболее приоритетные - поиск и создание лекарственных препаратов. Это особо актуально в наше время, когда появляются такие тяжелые заболевания, как птичий и свиной грипп, и др. Компьютерная техника. В производстве компьютеров наноисследования имеют преимущественное значение. Сюда относится создание мощных процессоров и микросхем. Для изготовления лазерных компакт-дисков так же применяют новейшие технологии, в т.ч. полирование поверхности. Дом и быт. В быту наноматериалы используются в строительстве (различные добавки к бетону), в фильтрах для очистки воды и воздуха, в солнечных батареях. Все это делает наши дома более удобными, надежными и безопасными. Спорт. Сегодня для достижения мировых рекордов очень важно пользоваться современным спортивным инвентарем. Здоровье. Лекарственные препараты состоящие из нанокомпонетнов эффективно борятся с самыми тяжелыми заболеваниями. Лекарства убивают микробов и разрушают опухоли. Новейшие разработки ждут революционных достижений в борьбе с раком. Красота. Нанокосметика придает коже не только красоту и изящество, но и оказывает лечебное воздействие, путем проникновения микроэлементов в определенные слои кожи и доставки питательных веществ. В своём реферате я бы хотела более подробно рассмотреть несколько областей.

Нанотехнологии в медицине

В медицине проблема применения нанотехнологий заключается в необходимости изменять структуру клетки на молекулярном уровне, т.е. осуществлять "молекулярную хирургию" с помощью нанороботов. Ожидается создание молекулярных роботов-врачей, которые могут "жить" внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения, или предотвращая возникновение таковых. Манипулируя отдельными атомами и молекулами, нанороботы смогут осуществлять ремонт клеток.

Яркими примерами этого явления являются респироциты – искусственные красные клетки крови. Их функциональность во много раз превосходит существующие эритроциты: это и возможность переносить больше кислорода, чем природный аналог, и высокая долговечность, и возможность перепрограммирования (что вообще в данное время не может реализовать биотехнология), и высокое быстродействие. В живых системах быстродействие играет основную роль. Наномедицина предлагает мощные инструменты для борьбы с человеческими заболеваниями и для потенциального улучшения человеческого организма. Выполненные из алмазоида медицинские нанороботы могут внести улучшения возможностей нашего организма выше природных. Клоттоциты, например, заменяя «родные» человеческие тромбоциты достигают прекращения кровотечения (искусственный быстродействующий гемостазис) за 1 секунду, причем кровотечение может быть довольно обширным (физическое повреждение тканей) или небольшим внутренним. При этом концентрация искусственных тромбоцитов меньше натуральных в 100 раз. То есть, клоттоциты в 10000 раз эффективней природного аналога, т.к. время нормального тромбогенеза колеблется от 5 до 17 минут.

Также нанороботы или молекулярные роботы могут участвовать (как наряду с генной инженерией, так и вместо нее) в перепроектировке генома клетки, в изменении генов или добавлении новых для усовершенствования функций клетки. Важным моментом является то, что такие трансформации в перспективе, можно производить над клетками живого, уже существующего организма, меняя геном отдельных клеток, любым образом трансформировать сам организм! Примером такого наноробота является Микрофагоцит – это сфероидальное наномедицинское устройство, состоящее из 610 биллионов точно расположенных атомов. Размеры наноробота – 3.4. Такие размеры дают наноустройству возможность беспрепятственно проникать в мельчайшие капилляры. Его сравнительно большой для наноустройства объем дает возможнть разместить внутри наноробота два пустых внутренних резервуара. Наноустройство потребляет 100–200 пВт (пикоВатт) мощности при работе и может полностью «переварить» микробов, находящихся во внутреннем резервуаре наноустройства со скоростью 2 мкм3 за 30-секундный цикл. Опишем работу наноустройства. В течение каждого цикла операций, выполняемых устройством, патогенная бактерия прилипает к поверхности наноробота, как муха на липкую ленту, благодаря специальным обратимым «присоединительным гнездам». Затем телескопические наноманипуляторы, изготовленные по примеру «руки робота», выдвигаются из специальных гнезд на поверхности микрофагоцита и, достигнув жесткого прикрепления к мембране бактерии, транспортируют микроорганизм к входному порту на передней части устройства, где бактерия оказывается в умертвительном резервуаре объемом 2 мкм3.После интенсивного механического перемалывания бактерии (или бактерий) органические остатки выдавливаются специальным поршнем в «дигестальный» резервуар объемом 2 мкм3, где остатки перевариваются с помощью запрограммированной последовательности 40 специально сконструированных энзимов, которые сменяются около шести раз. В результате полученные остатки будут представлять собой простые аминокислоты, мононуклеотиды, глицерин, воду, жирные кислоты и простые сахара, абсолютно безвредные для организма человека. Далее они выбрасываются в кровеносную систему пациента. Все эти операции происходят в течение 30-секундного цикла.

Ещё одно интересное явление наномедецины, которому я бы хотела уделить внимание в своём реферате это нановзрывчатка, разработанная совместной командой ученых из Миссурийского университета (Колумбия) и армии США. Эта взрывчатка способна порождать сверхзвуковую ударную волну, которая поможет доставлять лекарственные вещества прямо в раковые клетки, не повреждая при этом здоровые клетки организма. При разработке такой "умной бомбы" исследователи использовали специальный нанотермитный композит, содержащий металловидное топливо и неорганический окислитель, в результате чего получилось крайне горючее вещество.В качестве топлива используется разреженный оксид меди, а окислителем служат алюминиевые наночастицы. В результате создается большая площадь соприкосновения между топливом и окислителем, что приводит (в наномасштабах) к моментально распространяющемуся возгоранию. А это, в свою очередь, порождает сверхзвуковую взрывную волну, распространяющуюся со скоростью от 1500 до 2300 метров в секунду. Такая взрывчатка помещается в специальный прибор, который можно будет использовать для облегчения доставки лекарственного препарата прямо в раковые клетки или клетки вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Лекарство вводится в организм обычным способом (инъекцией) и распространяется естественным образом по телу больного. Затем, при помощи разработанного прибора на нановзрывчатке, в место опухоли подается мощный импульс. Ударные волны, сгенерированные этим импульсом, приводят к образованию крошечных отверстий в клетках опухоли, что помогает лекарству попадать прямо в клетки. За счет сверхзвуковых ударных волн лекарство доставляется в клетки опухоли за считанные миллисекунды. Ученые испытали "ударную" тактику на ткани животных и продемонстрировали 99-процентную успешность метода. Почти все клетки опухоли получили дозу лекарства. В тоже время здоровые клетки пострадали намного меньше, чем, если бы применялись традиционные методы лечения, такие как химиотерапия. Ученые говорят, что нановзрывчатка обладает отличными от обычной взрывчатки характеристиками. В обычной взрывчатке ударная волна образуется во время детонации. В случае же с нанотермитами, быстро распространяющаяся реакция воспламенения порождает взрывную волну без детонации. Генерирование ударной волны без детонации, по словам ученых, и есть ключ этой технологии. Готовый к массовому применению прибор на нановзрывчатке появится в течение двух-пяти лет. Кроме применения в биомедицине, нановзрывчатка может быть на пользу и в других сферах, таких как геология и сейсмология. Изначально же эта технология использовалась армией США для обнаружения взрывных устройств, во время которого ударные волны посылались в землю, помогая формировать изображение того, что находится под поверхностью. Биотехнологии и компьютерная техника, вероятно, получат большее развитие благодаря нанотехнологиям. С развитием наномедицинских роботов станет возможным отдаление человеческой смерти на неопределенный срок. Также не будет проблем с перестройкой человеческого тела для качественного увеличения естественных способностей. Возможно также обеспечение организма энергией, независимо от того, употреблялось что-либо в пищу или нет.

Применение нанотехнологий в космосе

Пожалуй наиболее впечатляющим изобретением в области освоения космоса с помощью нанотехнологий является космический лифт, запуск которого намечен на 12 апреля 2018 года. Сегодня для того, чтобы выйти в космическое пространство, необходимо проделать опасное путешествие на ракете. Чтобы вас взяли в космос, нужно хорошее здоровье, крепкие нервы и много денег.Исследователи из NASA и компания LiftPort Inc. предлагают упростить вывод крупных объектов на орбиту, используя систему, названную ими «Космическим лифтом». Вот как объясняет концепцию космического лифта доктор Брэдли Эдвардс в отчете NIAC:«Космический лифт – это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на геосинхронизированной орбите в космосе (на высоте 100 000 км). Гравитационное притяжение нижнего конца ленты компенсируется силой, вызванной центростремительным ускорением верхнего конца. Таким образом лента постоянно находится в натянутом состоянии. Изменяя длину ленты, можно достигать разных орбит. Космическая капсула, содержащая полезный груз, будет передвигаться вдоль ленты. Для начального старта капсулы потребуется усилие, но, как только она будет приближаться к концевой станции, ее скорость будет увеличиваться из-за центростремительного ускорения всей системы. На конечной станции, если это необходимо, капсула отсоединяется от лифта и выходит в открытый космос. Скорость капсулы при этом будет составлять 11 км/с. Этой скорости будет достаточно для того, чтобы начать путешествие к Марсу и другим планетам. Таким образом, затраты на пуск капсулы будут только в начале ее пути на орбиту. Спуск будет производиться в обратном порядке – в конце спуска капсулу будет ускорять гравитационное поле Земли. Можно использовать космический лифт в качестве "пусковой платформы» для космических кораблей, запускаемых к другим планетам, спутникам и астероидам (Марсу, Венере, Луне). Это поможет сократить расходы, связанные с традиционным запуском химических ракет. Также можно построить лифт грузоподъемностью до 100 тонн, что позволит строить на орбите большие колонии и орбитальные станции". Правда, если бы не быстрое развитие нанотехнологий и открытие нанотрубок, концепция космического лифта не продвинулась бы дальше научной фантастики.

Надо сказать, что идее космического лифта уже больше ста лет. Впервые о подъемнике такого рода заговорил в 1895 году Константин Циолковский. Основоположник современной космонавтики предложил построить башню высотой в тысячи километров, которая должна была быть укреплена на какой-либо тверди на околоземной орбите. Самым прочным материалом в то время была сталь, но для строительства «башни» она была слишком тяжела. Однослойные углеродные нанотрубки, изобретенные в 1991 году, достаточно прочны для того, чтобы служить основой ленты лифта. Они прочнее стали в 100 раз. Теоретически, они в 3–5 раз прочнее, чем надо для постройки лифта. Правда, самые длинные нанотрубки, которые удалось изготовить, длиной всего несколько сантиметров. А это даже не километр, не говоря о 100 000 километрах. Но совсем нет необходимости делать всю ленту длиной 100 000 км из цельных нанотрубок. Отдельные фракции, состоящие из нанотрубок длиной до 2 сантиметров, будут иметь такую же прочность разрыва, как и длинные. Правда, исследователи из LiftPort пытаются найти методы соединения фракций в более длинные полосы без потери прочности. Как они утверждают, лента будет представлять собой полимерную структуру с включениями нанотрубок. Для ленты космического лифта алмазоид был бы универсальным материалом. Он будет характеризоваться большей прочностью, но, опять-таки, пока нет эффективных способов получения и массового производства алмазоидных материалов.Компания настроена вполне оптимистично, так как недавно стало известно о новых технологиях в производстве нанотрубок. Так, ученые из Кембриджского университета разработали способ формирования пряжи из длинных волокон, которые состоят из нанотрубок. Алан Уиндл (Alan Windle) и его коллеги из Кембриджа для изготовления пряжи использовали свежеприготовленные нанотрубки. Исходный материал – нанотрубки – обрабатывают этанолом, который в дальнейшем служит источником углерода, затем добавляют катализатор (ферроцен) и еще один реагент – тиофен. Смесь загружают в горячую печь, куда постоянно подают водород. Продукт получают в форме спутанных волокон, по виду похожих на сахарную вату. Затем эти волокна наматывают на вращающиеся стержни, в итоге получались скрученные волокна.Ученые признают, что создан лишь прототип новой технологии. Да и прочность полученного волокна пока не впечатляет – она не сильно отличается от прочности традиционных волокон. Однако уже видны различные пути увеличения прочности, например, за счет ориентирования углеродных трубок в одном направлении. Если прочность удастся повысить в 10 раз, то это значение приблизится к прочности углеродных волокон, а само производство волокна при этом может оказаться более дешевым за счет использования более дешевых компонентов. Пока не ясно, можно ли этим способом создать такой канат, который по прочности на разрыв будет сопоставим с прочностью самих нанотрубок. Но если это удастся сделать, то компания LiftPort получит шанс на сокращение срока постройки лифта.

Нанотехнологии на службе безопасности

Ученые из Массачусетского Технологического Университета разработали нанодетектор на основе углеродных нанотрубок. Новое устройство обладает необыкновенной чувствительностью к боевым нервно-паралитическим отравляющим газам. Нанодетектор отравляющих газов определяет ничтожные количества опасных веществ в воздухе. Специалистами из Массачусетского Технологического университета (MIT) разработан необычайно сильный детектор отравляющих газов, таких как зарин, горчичный газ, аммиак и боевые газы нервно-паралитического действия. Детектор не превышает размеров спичечного коробка и позволяет мгновенно выводить результаты анализа на монитор. «Мы полагаем, что это устройство найдет широкое применение в органах безопасности, а также для защиты окружающей среды», - заявил Майкл Странно, профессор кафедры химических технологий. Разработанный им детектор имеет необыкновенную чувствительность, определяя один фемтомоль (около одного миллиарда молекул) вещества. Известный нервно-паралитический газ зарин, примененный в 1995 году в токийском метро сектой Аум Сенрике убивает в течении 10 минут, будучи распылен в воздухе в ничтожной концентрации. То же касается многих других газов, потому ввод в обращение нового детектора в современных условиях просто необходим для обеспечения безопасности населения.

Конструкция детектора основана на пучке нанотрубок, лежащем поперек микроконтактов. Каждая трубка представляет собой однослойную решетку из атомов углерода, скрученную в цилиндр и функционирующую, как молекулярная нанопроволока. Наносенсор почти не требует питания - ему достаточно около 0,0003 ватт, то есть он может работать практически вечно от одной батарейки. При попадании на трубку молекулы определенного газа меняется ее электропроводимость, причем величина изменения различна и постоянна для конкретного газа, в силу чего нетрудно определить этот газ при помощи миниатюрного устройства газовой хроматографии, подключенного к кремниевому чипу размером с копеечную монету. Новый детектор отличается также высокой скоростью перехода к состоянию готовности после определения газа. Для достижения этого Майкл Страно и его коллеги покрыли нанотрубки молекулами аминовой группы, которые передают нанотрубкам лишнюю пару электронов. После присоединения молекулы газов отсоединяются от поверхности трубки за несколько миллисекунд, освобождая место для новых молекул. Таким образом за мизерный период времени можно определить наличие газа даже в небольшой концентрации.
Нанотехнологии в повседневном применении

Косметология. Все ученые сходятся во мнении, что они позволят совершить прорыв во всех областях жизни человека, и в косметологии в том числе. Применение нанотехнологий в косметологии позволит решить многие проблемы старения и лечения кожи. Уже сейчас на рынке появились косметические средства, созданные при помощи наночастиц. Суть нанотехнологий заключается в том, что в мельчайших частицах заключены свойства больших объектов, благодаря чему можно воздействовать тем или иным образом на мельчайшие участки. К примеру, на клетку кожи. Нанокосметика доносит все полезные ингредиенты в виде нано комплексов прямо в цель. Активной составляющей нанокосметики являются микроэлементы, которые являются родственными для нашей кожи, каждый из которых доставляется в нужном количестве в нужные слои кожи в свое время и комплексно воздействуют на кожу. Они участвуют в процессе обновления клеток самых глубоких слоев, не только возвращая коже здоровый вид, но наполняя силой и энергией. Без нанокомплексов создание такой эффективной профессиональной косметики было бы невозможно. При нанесении на кожу активное вещество должно преодолеть главное препятствие – роговой слой, прежде чем оно достигнет глубоких слоев кожи. Действие косметического препарата во многом зависит от того, какое количество активного вещества попадает в «цель».Роговой слой состоит из плотно уложенных друг на друга роговых чешуек, склеенных липидной прослойкой. Роговые чешуйки представлены белком - кератином и практически не содержат воды, поэтому пройти сквозь них напрямую невозможно. Чтобы проникнуть вглубь кожи, приходится пользоваться обходными путями (межклеточные промежутки и выводные протоки кожных желез). Пройти через межклеточные промежутки не так-то просто. Во-первых, они очень узкие (расстояние между чешуйками не превышает 100 нм), поэтому крупные молекулы не в состоянии через них протиснуться. Во-вторых, липиды, заполняющие эти промежутки, не пропускают водорастворимые соединения, поэтому в настоящее время существует несколько трансдермальных способов доставки активных ингредиентов. Одежда. В будущем мы все будем носить «умную» одежду. Достижения в современной текстильной промышленности позволят уже через несколько лет выпускать платья, изменяющие цвет в зависимости от настроения хозяйки; белье, которое следит за состоянием здоровья; а также пальто со встроенным прогнозом погоды. Не секрет, что одежда давно представляет собой посредника в общении между людьми. В прошлом месяце компания France Telecom представила беспроводные дисплеи, которые, если поместить их на рукаве, отображают эмоции хозяина. Компания также разработала ряд гибких дисплеев, которые могут использоваться как записные книжки. При этом дисплеи будут пришиты в карманы одежды. Также новые дисплеи представляют собой компьютер, который может связываться с персональным компьютером для передачи данных. Занимается разработкой таких устройств дизайнер Элизабет де Сенневиль. то время, как продукция France Telecom's пригодна для того, чтобы носить ее как атрибут одежды, Мэгги Орт, исследователь из Массачусетского технологического института (МТИ), пытается сделать одежду (футболку или вечернее платье), полностью состоящую из дисплеев. Ее компания, International Fashion Machines, производит ткань, которая не содержит никаких дисплеев, но сама по себе является дисплеем. Запатентованная Мэгги «электронная пряжа» представляет собой набор проводящих и непроводящих нитей, покрытых чернилами, изменяющими цвет в зависимости от температуры нитей. Нагрев нитей, вызванный протеканием по ним электрического тока, заставляет чернила изменять цвет, и нанесенный ранее «шаблон» (в виде конфигурации нитей) начинает проявляться на ткани. Для нагрева нитей используется низкое напряжение, поэтому такая одежда безопасна. Мэгги утверждает, что через год технологии «электронной пряжи» совместно с технологией «сенсора из ткани» будут использоваться в целом ряде продуктов: от больших экранов, вмонтированных в ковры, до ламп, изменяющих цвет от прикосновения. Новая одежда будет также использоваться в мирных отраслях, например, в медицине. Тут «умное» нижнее белье само проверит состояние больного и вовремя сделает необходимые инъекции. Это будет хорошим решением для больных диабетом, которым необходимо делать постоянные инъекции. Биометрический паспорт. Нанотехнологии нашли применение даже в такой обычной и повседневнойвещи, как загранпаспорт. Цифровая фотография в биометрическом паспорте наносится особенным образом, и этот процесс очень сложно подделать. На самой пластиковой страничке фотография будет черно-белой, так как цветное фото гораздо сложнее нанести, и эта операция увеличила бы цену загранпаспорта еще вдвое. Зато при считывании чипа на компьютере возникает цветная фотография с копией подписи владельца паспорта. Наличие двух идентичных вариантов подписей – на самой странице паспорта и в электронном виде – тоже, по словам Михаила Теркина, обеспечивает безопасность. Вообще безопасность и комфорт – самые важные критерии, которыми руководствовались разработчики нового загранпаспорта. Подделка биометрического паспорта будет очень дорогой, так что мошенники, скорее всего, станут искать другие пути. Сегодня в Москве существует 11 подразделений, которые занимаются выдачей новых загранпаспортов. А к концу 2009 года инфраструктура будет полностью подготовлена, и россияне станут получать только биометрические загранпаспорта.

Нанотехнологии в России

Основной организацией, занимающейся наноразработками в России, является Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» (РОСНАНО). РОСНАНО – масштабный государственный проект, конечной целью которого является перевод страны на инновационный путь развития и вхождение России в число лидеров мирового рынка нано-технологий. Сегодня в Корпорации сосредоточены одни из лучших специалистов страны, способных наладить взаимовыгодное сотрудничество между наукой, бизнесом и государством. Российская корпорация нанотехнологий основана совсем недавно в 2007 году и сейчас генеральным директорм является А.Б. Чубайс . Основная цель корпорации- это реализация государственной политики в сфере нанотехнологий. РОСНАНО решает эту задачу, выступая соинвестором в нанотехнологических проектах с значительным экономическим или социальным потенциалом. Финансовое участие корпорации на ранних стадиях проектов снижает риски ее партнеров-частных инвесторов. Корпорация участвует в создании нанотехнологической инфраструктуры, такой как центры коллективного пользования, бизнес-инкубаторы и фонды раннего инвестирования. Для поддержки финансируемых проектов Корпорация реализует научные и образовательные программы, а также популяризирует нанотехнологические исследования и разработки. Корпорация выбирает приоритетные направления инвестирования на основе долгосрочных прогнозов развития (форсайтов), к разработке которых Корпорация привлекает ведущих российских и мировых экспертов. Поддерживая выход российских компаний на внешние рынки и укрепляя их взаимовыгодные международные связи, Корпорация развивает сотрудничество с ведущими мировыми нанотехнологическими центрами и организует в России ежегодный международный форум по нанотехнологиям. Что же касается мирового развития нанотехнологий, то в 2004 году мировые инвестиции в сферу разработки нанотехнологий почти удвоились по сравнению с 2003 годом и достигли $10 млрд. На долю частных доноров — корпораций и фондов — пришлось примерно $6.6 млрд инвестиций, на долю государственных структур — около $3.3 млрд. Мировыми лидерами по общему объему капиталовложений в этой сфере стали Япония и США. Япония увеличила затраты на разработку новых нанотехнологий на 126 % по сравнению с 2003 годом (общий объем инвестиций составил $4 млрд.), США — на 122 % ($3.4 млрд.). В настоящее время (2008 год) финансирование России на развитие нанотехнологий достигло уровня США примерно, 1945-1955 гг.

Заключение

Несмотря на бурное развитие нанотехнологий по всему миру, нередко доводится слышать скептические замечания лиц, «не верящих в нано», приводящих убедительные аргументы в пользу принципиальной невозможности эры нанотехнологий. Ну что ж, история показывает, что такие ситуации ей уже знакомы. Когда-то некоторые ученые считали и аргументировано доказывали принципиальную невозможность создания ядерной бомбы (мол, где взять столько урана). Взрывы в Хиросиме и Нагасаки, — не достаточно ли «убедительный» контраргумент против подобных ретроградов, не желающих развивать науку и технику для защиты своей страны? Сегодня весь мир стоит на пороге нанотехнологической революции, где наша активность или же пассивность в области нанотехнологий являются решающими факторами, на много лет определяющими нашу дальнейшую жизнь. Это не просто слова, ведь нанотехнологический прорыв обещает его пионерам не только материально-экономическое, но и политическое и военное превосходство. С наступлением нового тысячелетия началась эра нанотехнологии. Стремительное развитие компьютерной техники, с одной стороны, будет стимулировать исследования в области нанотехнологий, с другой стороны, облегчит конструирование наномашин. Таким образом, нанотехнология будет быстро развиваться в течение последующих десятилетий. Перспективы нанотехнологической отрасли поистине грандиозны. Нанотехнологии кардинальным образом изменят все сферы жизни человека. На их основе могут быть созданы товары и продукты, применение которых позволит революционизировать целые отрасли экономики. Это отобразилось в словах Джоша Волфе, редактора аналитического отчета Forbes: "Мир будет просто построен заново. Нанотехнология потрясет все на планете".

Источники

https://www.starenie.ru/texnologii/nanotex.php

https://nano-portal.ru/post/1157

https://www.nanonewsnet.ru/articles/2007/mikrofagotsity-iskusstvennye-immunnye-kletki

https://www.nanonewsnet.ru/help/nanotree

https://www.nanonewsnet.ru/articles/2007/kosmicheskii-lift-nanotekhnologii

https://www.botik.ru/ICCC/NewPage/ICCCpageRus/Projects/2008/3session/HTML/nano/a6.html

https://nano-info.ru/articles/?PAGEN_1=37

https://neotech.3dn.ru/publ/nanotekhnologii_v_kosmetologii/3-1-0-8

https://www.aif.ru/health/article/25115

https://www.batel-urcci.ru/parfum/faq/index.php?ELEMENT_ID=1249

https://www.nanonewsnet.ru/articles/2007/umnaya-odezhda-ne-za-gorami

https://www.botik.ru/ICCC/NewPage/ICCCpageRus/Projects/2008/3session/HTML/nano/a3.html

https://www.neuch.ru/referat/58322.html