Презентация на тему Нанотехнологии- путь в будущее

которую несут в себе нанотехнологии. Мы создаем новые приборы,

получаем уникальные материалы, о которых раньше не задумывались. Применение нанотехнологий в быту позволило изменить форму привычных для нас предметов. В результате этого мы получили совсем иные, но полезные свойства вещества. Окружающая нас реальность становится менее опасной и наиболее благоприятной для комфортной жизни. Наглядный пример: уменьшение привычных габаритов используемых электрических приборов до размеров наночастиц, незаметных человеческому глазу. Компьютеры становятся меньше в размерах, но намного производительнее. Нанотехнологии в быту и в промышленности позволили значительно изменить все вокруг нас. Нанотехнологии — это путь в будущее, так как они затрагивают все аспекты нашей жизни. Использование нанотехнологий дает много возможностей.

в развитии нанотехнологий, выявление основных тенденций их развития в будущем.

Задачи проекта:
-определения понятия «нанотехнология»
- познакомится с историей развития нанотехнологий;
‐ изучить основные направления и методы исследований в области нанотехнологий и с основными направлениями ее развития;
-Анализ возможностей, способов и методов применения нанотехнологий.
-выяснение прикладного аспекта нанотехнологий, то есть особенностей применения в различных отраслях.

‐ провести тестирование среди учителей, старшеклассников и учеников основной школы с целью выявления уровня осведомленности по данной теме.

возможности и помогая решать самые сложные задачи.
Научная новизна:
Развитие и

внедрение в практику нанотехнологий может обеспечить прогресс во всех сферах жизнедеятельности человека. Можно с уверенностью утверждать, что в этом столетии нанотехнология станет стратегическим направлением развития науки и техники, что потребует фундаментальной перестройки существующих технологий производства промышленных изделий, лекарственных препаратов, систем вооружения и т.д., а также вызовет глубокие преобразования в организации систем энергоснабжения, охраны окружающей среды, транспорта, связи, вычислительной техники.
Объектом настоящего исследования является нанотехнология как область науки и техники, а предметом – особенности применения, возможности и перспективы нанотехнологии.
Практическая значимость работы заключается в том, что ученики, учителя, слушатели и эксперты узнают много нового из этой сферы. Данная работа позволит расширить кругозор в данной области, познакомиться с новейшими достижениями науки и техники.

стоял у истоков нанотехнологий, он предлагал множество различных формулировок

и заявил, что в будущем, научившись манипулировать отдельными атомами, человечество сможет синтезировать все, что угодно. Впервые термин "нанотехнология" употребил Норио Танигучи в 1974 году. В 1980-х годах этот термин использовал Эрик К. Дрекслер, особенно в своей книге "Машины создания: грядёт эра нанотехнологии", которая вышла в 1986 году.

История открытия

на атомном и молекулярном уровне с целью создания нано

структур, нано устройств и материалов со специальными свойствами.
Наноструктуры можно собирать не только из отдельных атомов или одиночных молекул, но молекулярных блоков. Такими блоками или элементами для создания наноструктур являются графен, углеродные нанотрубки и фуллерены.

Нанотехнология — область прикладной науки и техники, занимающаяся изучением свойств объектов и разработкой устройств размеров порядка
10-9 м или 10 нм.

десятков нанометров и длиной до
нескольких сантиметров , состоящие из

одной или нескольких
свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей и
заканчивающиеся обычно полусферической головкой, которая
может рассматриваться как половина молекулы фуллерена.

Возможные применения нанотрубок:
Механические применения: сверхпрочные нити, композитные материалы, нановесы.
Применения в микроэлектронике: транзисторы, нанопровода, прозрачные проводящие поверхности, топливные элементы.
Для создания соединений между биологическими нейронами и электронными устройствами в новейших нейрокомпьютерных разработках.
Капиллярные применения: капсулы для активных молекул, хранение металлов и газов, нанопипетки.
Миниатюрные датчики для обнаружения молекул в газовой среде или в растворах с ультравысокой чувствительностью. Такие нанодатчики могут использоваться для мониторинга окружающей среды, в военных, медицинских и биотехнологических применениях.

Углеродные нанотрубки

классу аллотропных форм углерода
и представляющие собой выпуклые замкнутые

многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов
углерода.

Области применения:
Аккумуляторы и электрические батареи
Добавки для получения искусственных алмазов методом высокого давления(выход алмазов увеличивается на ≈30 %)
Создание новых лекарств
Огнезащитные краски
Изготовление солнечных элементов

Химические свойства фуллеренов:
К каждой такой молекуле можно привить другие атомы и молекулы.
Можно поместить чужеродный атом в центральную полость такой молекулы как в суперпрочный контейнер.
Раскрыв внутренние связи (высоким давлением, интенсивным освещением и т.п.), можно соединить две фуллереновые молекулы в димер.

водный раствор C60HyFn

Фуллерены

плоский лист, состоящий из атомов углерода, связанных между собой

и образующих решётку, каждая ячейка которой напоминает пчелиную соту. Расстояние между ближайшими атомами углерода в графене составляет около 0,14 нм.



Получение:
Кусочки графена получают при механическом воздействии на высокоориентированный пиролитический графит. Кусочки графена также можно приготовить из графита, используя химические методы. Сначала микрокристаллы графита подвергаются действию смеси серной и соляной кислот. Графит окисляется и на краях образца появляются карбоксильные группы графена. Их превращают в хлориды при помощи тионилхлорида. Затем под действием октадециламина в растворах тетрагидрофурана, тетрахлорметана и дихлорэтана они переходят в графеновые слои толщиной 0,54 нм. Этот химический метод не единственный, и,меняя органические растворители и химикаты, можно получить нанометровые слои графита.
Применение:
Транзисторы с базовой толщиной до 10 нм
Очень чувствительные сенсоры для обнаружения отдельных молекул химических веществ
Изготовление электродов в ионисторах
Новый тип светодиодов (LEC)

Графен

перспективнейших отраслей применения нанотехнологий является компьютерная техника.
Компании,

занимающиеся нанофотоникой, разрабатывают высокоинтегрированные компоненты оптических коммуникаций с применением технологий нанооптики и нанопроизводства. Такой подход к изготовлению оптических компонентов позволяет ускорить получение их прототипов, улучшить технические характеристики, уменьшить размеры и снизить стоимость.

Робототехника
На сегодняшний день уже существует несколько прототипов нанороботов.

Социальный робот Боевой робот

Андроид

Бытовой робот

разработала литиево-ионную батарею на основе наноматериалов, которая заряжается примерно

в 60 раз быстрее обычной. За одну минуту её можно заправить на 80%.

Компьютер в чашке-термосе

Студент-дизайнер Джейсон Фарсай придумал компьютер Yuno, встроенный в кружку-термос для кофе.
Программная часть этого кружки-компьютера будет состоять из виджетов, демонстрирующих погоду, дорожную обстановку, биржевые котировки, электронную почту и т.д.

Компания Nokia и специалисты из Кембриджского университета недавно показали интересную новинку — растягиваемый мобильный телефон Morph, сделанный с применением нанотехнологий.

молекулярном уровне, процессы ионного обмена клетки с окружением, величину

электрического тока в нервных волокнах и т.д. в первую очередь это относится к изучению химических процессов на поверхности и внутри живой клетки.
Наночастицы могут быть использованы для разработки эффективных методов доставки лекарственных препаратов внутрь клеток.
Для этого учеными были синтезированы двухслойные наночастицы, названные «наноснарядами». Задачей было доставить токсин внутрь раковой опухоли и тем самым уничтожить её. Во внешней оболочке находится препарат, вызывающий коллапс кровеносных сосудов, что предотвращает распространения токсина по всему организму, а в ядре наночастицы должен содержаться токсин, убивающий раковую клетку. Таким образом, внешняя оболочка наночастицы рассасывается, выпускает лекарство, сокращающее сосуды, в то время как остальные наночастицы проникают через поры в мембранах раковых клеток, где вторая оболочка выпускает токсин, убивающий раковую клетку.

Нанотехнология позволяет создать бисовместимые поверхности контакта, открывающие новые области, связанные с имплантами и использованием искусственных органов. Это утверждение достаточно полно подтверждается применением частиц аморфного гидроксилапатита в имплантологии костной ткани.

Нанотехнология в медицине и в биологии

метод самосборки волокон, имитирующих природный коллаген, они «посадили» на

них нанокристаллы гидрооксиапатита. А уже потом на эту «шпатлевку» приклеивались собственные костные клетки человека – таким материалом можно замещать дефекты костей после травм или операций.

Основным направлением экспериментальных работ в этой области было широкое использование наноразмерных частиц. Эти частицы со средними размерами ~20-30 нм, введенные в кровь человека, легко проходят по самым узким капиллярам и поэтому могут доходить по кровеносной системе практически до любого органа.

Механический «хирург» в кровеносной системе

Ассемблер-это устройство для ремонта живых организмов

Робот –ремонтник размером  1×1×3 микрона

в производстве модной одежды около года назад.
С того

времени некоторые из модельеров начали сотрудничество с учеными для производства моделей, так называемой, "функциональной одежды". Она будет отличаться от привычной нам не только внешним видом, но и свойствами ткани из которой она изготовлена.
Одежда из углеродных нанотрубок:
Не требует стирки
В ней невозможно заболеть
Не пропускает вредные газы и защищает от современной экологии
1 кв. метр ткани стоит примерно 10тыс. $

Человек усердно работал над созданием чего-то большего по размеру, самого быстрого по скорости и самого сильного по силе и мощности. Когда же нужно создать нечто совсем маленькое, то без нанотехнологий здесь не обойтись. Например, благодаря нанотехнологиям была напечатана самая маленькая книга в мире, Teeny Ted From Turnip. Ее размеры составляют 70х100 микрометров. Сама книга состоит из 30 страниц, на которых размещены буквы из кристаллического кремния. Стоимость книги оценивают в 15 000 долларов, а чтобы ее прочитать понадобится не менее дорогой микроскоп. 

Самая маленькая книга в мире

что уже в 2025 году появятся первые ассемблеры -

молекулярные наномашины, которые могут построить любую молекулярную структуру.

Робот-амеба для освоения

Ракетные двигатели работали бы оптимально, если бы могли менять свою форму в зависимости от режима. Только с использованием нанотехнологий это станет реальностью.

Электроника:
Использование углеродных нанотрубок сделают электронику гибкой и прозрачной.

планету, а нанороботы смогут уничтожить последствия старых загрязнений.

Очистительная нанофабрика
Материаловедение
Появятся

материалы, способные изменять свою структуру в зависимости от окружающей среды.

Обычное на вид платье, сшитое из наноткани, будет не только неизносимым - оно будет великолепным бронежилетом!