История развития нанотехнологии
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ КРАСНОЯРСКО КРАЯ
Муниципальное учреждение Октябрьская средняя школа №9
МКОУ Октябрьская СШ №9
Исследовательский проект;
«Нанотехнологии – толчок в будущее человечества»
Выполнила:
Радионова Екатерина Андреевна
Руководитель проекта:
Штерц Елена Андреевна
Дата защиты:
Оценка:
П.Октябрьский
2020г.
Содержание:
Введение..................................................................................................................3
Нанотехнологии в мире……………………………………………………………………………………….4
Что такое нанотехнология……………………………………………………………………………………5
История нанотехнологий……………………………………………………………………………………..7
История развития нанотехнологии……………………………………………………………………..8
Направление нанотехнологий…………………………………………………………………………….10
Заключение………………………………………………………………………………………………………….11
Литература……………………………………………………………………………………………………………12
Введение
Актуальность темы:
Нанотехнологии - совокупность методов и приемов, используемых при исследовании, проектировании, производство и использование конструкций, размеров, устройств и систем, которые включают целенаправленный контроль и модификация формы, интеграции и взаимодействия составляющие их наноразмерные элементы (1-100 нм) для получения объектов с новыми химические, физические и биологические свойства
|
|
|
Нанотехнологии являются одними из главных тем в обсуждениях в научном мире. Дальнейшие знания в нанотехнологиях помогут в изучении научных тем и исследований.
Проблема исследования:
Условия, которые влияют на прогресс нанотехнологий сейчас.
Объект исследование:
Нанотехнологии.
Предмет исследование:
Нанотехнологии – толчок в будущее.
Цель:
Определить значимость нанотехнологий в мире.
Задачи:
1. Собрать и изучить информацию.
2. Описать нанотехнологии.
3. Отношение к нанотехнологиям в научно мире.
4. Создание и оформление плакат.
5. Защита.
Гипотеза :
Нанотехнологии – это прыжок в будущее науки.
Основные этапы работы :
· Подготовительный
· Основной
· Заключительный
Методы :
· Обобщение
· Анализ
Нанотехнологии в мире.
Нанотехнологии в мире играют важную роль в развитии технологий, биологии, генетики, физики, химии и т.д. Нанотехнологии носят инновационный характер и проходят большой путь в развитии научно-технической революции.
Уменьшение размеров структуры приводит к появлению новых типов объектов: таких как углеродные нанопроволоки, лазерные генераторы, обладающие уникальными свойствами, тонкие пленки, нанотрубки, квантовые проводники и матричные элементы. Нанотехнологии позволяют контролировать размер частиц и, таким образом, улучшать свойства материалов.
|
|
|
Сейчас развитие нанотехнологий открывает широкие перспективы для разработки неизведанных инновационных материалов, развития биотехнологий, совершенствования коммуникаций, энергетики, здравоохранения и вооружения. Природа квантовая нанотехнологических процессов задает ей высокую наукоемкими и стимулирует развитие прикладных областей, таких как наномашиностроение, нанокосмонавигация, наномеханика, создание и развитие таких отраслей промышленности, как наноматериалы.
Наше будущее строится на знаниях и развитие нанотехнологий, которые в корне меняют разработку различных устройств и материалов.
Нанотехнологии стоят на открытие новой эры в новых исследованиях, связывая науки, технологии и образование. Нанотехнологии-это своего рода "конструктор", который создает эту отрасль науки сильным инструментом обучения всем аспектам производственной и социальной жизни.
|
|
|
Собственно что это нанотехнология?
Термин технология происходит от греческого текста «techno» - искусство, профессионализм, умение + «logos» - наука; как совокупность способов обработки, приготовления, конфигурации состояния (свойство, формы) начального сырья, материала в процессе изготовления конечной продукции.
Задача технологии состоит в том, дабы внедрить законы природы чтобы они шли на благо человечества. Есть всевозможные ветви технологии - технологии машиностроения, технологии химчистки воды, информационные технологии и иные.
Технологии отличаются только природой начального сырья, материала. Как раз важная разница меж этими обликами сырья, как информация и железные системы, определяют и немаловажные различия в способах их обработки и переустройства [1,2].
Каждая наука владеет личной системой определений и мнений. Ныне перейдем именно к терминологии. Само текст «нанотехнология» ? это по сущности междисциплинарная область науки и техники, занимающаяся исследованием качеств объектов и разработкой приборов с базисными структурными веществами объемами в некоторое количество 10-ов нанометров. В макроскопическом представлении физико-химические качества препараты инвариантны сравнительно его числа или же объема. Нанотехнология, призвана сверхточно манипулировать персональными атомами и молекулами. Она кардинально изменит наш находящийся вокруг мир, чем мы можем для себя это предположить [ 3,2].
|
|
|
В последнее время термин «нанотехнология» (НТ) стал довольно известным. Он сводит разнородные представления и расклады, например же различные способы влияния на вещество. Идет по стопам обозначить собственно что термин «нанотехнологии» содержит приставку «нано», значащая перемена масштаба в 10-9 (миллиард) раз, т.е. 1 нанометр = 1 нм = 10-9 м, собственно что оформляет 1 миллионную обычного нам мм [4]. Приблизительно таковы габариты молекул (поэтому нередко нанотехнологию именуют еще молекулярной технологией). Для сопоставления, человечий волос ориентировочно в 60 тыс. один толще одной молекулы [2]. Естественно, человеческая фантазия, применяемые определения, образы и текста практически не готовы в абсолютной степени обрисовать «окружающий мир» с настолько крохотными объектами. При данной образующией системой микрочастиц по собственным свойствам выделяются как от большой фазы препараты, например и от атомов или же молекул, их элементов. В основе качественно новых достижений в научно-технических разработках на наноуровне лежит внедрение свежих, раньше неведомых качеств и активных вероятностей вещественных систем при переходе к наномасштабам [3]. Традиционные представления о закономерностях природы начинают нарушаться при объемах элементов десятые доли микрометра. За данной гранью наступает земля, подчиненная квантовым законам, в коих показывает себя волновая природа электрона и системы наночастиц. Все природные материалы и системы построены из нанообъектов. Природа «программирует» главные свойства препаратов, явлений и процессов как раз в перерыве наноразмеров (на молекулярном уровне). Нанотехнологический расклад значит это же, но целенаправленное регулировка качеств объектов на молекулярном уровне, определяющем фундаментальные характеристики препараты. В следствие этого, к примеру, эти планы, как создание самовоспроизводящихся ботов, с одной стороны, и клеточных роторных моторчиков, - с иной, не кажутся ни необыкновенными, ни осуществимыми.
Специфика качеств препараты в нанометровом масштабе и связанные с данным свежие физиологические появления обоснованы тем, собственно что свойственные габариты составляющих структуры нанообъектов лежат в спектре, соответственном средним объемам атомов и молекул в нормальных материалах. С данной точки зрения руководствовалось бы рассматривать наноструктуры в качестве особенного фазового и размеренного состояния препараты. Качества препаратов и материалов, интеллектуальных структурными веществами с объемами в нанометровом перерыве, в большой фазе не ориентируются несомненно. Это вызвано тем, собственно что конфигурации данных обоснованы не лишь только сокращением объемов структурных составляющих, но и проявлением квантовомеханических эффектов, волновой природой процессов перенесения и доминирующей значением плоскостей раздела. Управляя объемами и формой наноструктур, этим материалам возможно давать абсолютно свежие активные свойства, быстро отличающиеся от данных нормальных материалов. К количеству уже популярных наноструктур относятся - углеродные нанотрубки, белки, ДНК и работающие при комнатных температурах «одноэлектронные» транзисторы. Здравый расклад к производству этих материалов и приборов знаменовал бы революцию в науке и технике, в случае если бы получилось обнаружить и всецело применить закономерности и основы, определяющие структуру и качества этих нанообъектов.
На нынешний день, ведущей задачей нанотехнологии считается то, собственно что ученые ещё практически ничего не понимают о базовых закономерностях поведения отдельных частиц, структур и цельных систем в данном нанометровом пространственном масштабе. Микрочастицы в одно и тоже время и очень малы и очень великоваты (для квантовомеханических расчетов, которые в нанообласти оказываются очень приближенными).
Ученые пока же не могут довольно буквально моделировать поведение микрочастиц, потому что их свойства беспрерывно меняются во времени и месте, а количество объединяющихся в наносистемы частиц все ещё мало велико, дабы рассматривать эти системы в качестве статистических комплексов.
В следствие этого для реального прогресса в производстве наноструктурных материалов и наноустройств светит важно углубить фундаментальные представления о поведении микрочастиц и создать достоверные способа расчета их качеств [5].
История нанотехнологий.
Первыми учеными, использовавшим измерения в нанометрах, принято считать швейцарского физика Альберта Эйнштейна, который в 1905 году опубликовал работу, в которой доказывалось, собственно что величина молекулы сахара оформляет приблизительно 1 нанометр (10-9 м). Идею же сотворения особых устройств, способных пробраться в глубину материи до пределов наномира, выдвинул гениальный южноамериканский инженер-электрик и изобретатель, физик, философ сербского происхождения Никола Тесла. Как раз он предвестил создание электрического микроскопа.
Нанотехнологии – это технологии, манипулирующие веществом на уровне атомов и молекул (поэтому нанотехнологии именуют еще молекулярной технологией). Район науки и техники, называемая нанотехнологией, была замечена относительно не так давно. Возможности данной науки грандиозны.
Сама крупица «нано» значит 1 миллиардную долю какой-нибудь величины. К примеру, нанометр - 1 миллиардная толика метра. Эти габариты идентичны с объемами молекул и атомов.
Бесспорно, нанотехнологии - это не элементарно отдельная доля познаний, это большая и всесторонняя район изучений, связанных с базовыми науками.Становление нанотехнологии раскрывает гигантские возможности при разработке свежих материалов, совершенствовании связи, биотехнологии, микроэлектроники, энергетики, здравоохранения и вооружений.
Между более возможных научных прорывов специалисты именуют важное наращивание производительности компов, восстановление человечных органов, получение свежих материалов, сделанных впрямую из данных атомов и молекул, и возникновение свежих открытий в химии и физике.
Возможно заявить, собственно что буквально всякий вещь, из тех, собственно что мы исследуем в школе, например или же по другому станет связан с технологиями грядущего. Самой тривиальной видется ассоциация “нано” с физикой, химией и биологией.
Основателем нанотехнологии возможно считать греческого философа Демокрита. Он в первый раз воспользовался текст «атом» приблизительно в 400 г до н.э., собственно что в переводе с греческого значит «нераскалываемый» , для описания самой маленькой частички препараты.
Случием первого применения Нанотехнологий возможно именовать – открытие в 1883 году фотопленки Джоржем Истменом, который после чего основал знакомую фирму Кодак.Ричард Фейнман – основатель нанотехнологий, представил применить атомы, как некоторый строительный ткань, в облике малейших кирпичиков или же очень маленьких деталек, невидимых вооруженным глазом – микрочастиц.
История развития нанотехнологии
· 1905 год. Швейцарский физик Альберт Эйнштейн опубликовал работу, в которой обосновывал, собственно что величина молекулы сахара оформляет приблизительно 1 нанометр. 1931 год. Германские физики Макс Кнолл и Эрнст Руска сделали электрический микроскоп, который в первый раз дозволил изучать нанообъекты. 1959 год. Южноамериканский физик Ричард Фейнман в первый раз прочитал лекцию на годовом собрании Южноамериканского физиологического общества, которая называлась "Много игрушек на полу комнаты". Он направил забота на трудности миниатюризации, которая в то время была животрепещуща и в физиологической электронике, и в машиностроении, и в информатике. Данная работа является кое-какими основополагающей в нанотехнологии, но кое-какие пункты данной лекции противоречат телесным законам.
· 1968 год. Альфред Чо и Джон Артур, работники научного отряда американской фирмы Bell, придумали абстрактные почвы нанотехнологии при обработке плоскостей.
· 1974 год. Японский физик Норио Танигучи на интернациональной конференции по промышленному производству в Токио ввел в научный виток текст "нанотехнологии". Танигучи воспользовался это текст для описания сверхтонкой обработки материалов с нанометровой точностью, внес предложение именовать ним механизмы, объемом наименее 1-го микрона. При данном были рассмотрены не лишь только механическая, но и ультразвуковая обработка, а еще пучки разного семейства (электронные, ионные и т.п.).
· 1982 год. Германские физики Герд Бинниг и Генрих Рорер сделали особый микроскоп для исследования объектов наномира. Ему дали обозначение СЗМ (Сканирующий зондовый микроскоп). Это изобретение имело большое смысл для становления нанотехнологий, например как это был 1-ый микроскоп, даровитый выказывать отдельные атомы (СЗМ).
· 1985 год. Южноамериканский физики Роберт Керл, Хэрольд Крото и Ричард Смэйли сделали технологию, позволяющую буквально мерить предметы, поперечником в раз нанометр.
· 1986 год. Нанотехнология стала популярна широкой публике. Южноамериканский футуролог Эрк Дрекслер, пионер молекулярной нанотехнологии, опубликовал книжку "Движки созидания", в которой предрекал, собственно что нанотехнология в скором времени начнет деятельно развиваться, постулировал вероятность применить наноразмерные молекулы для синтеза большущих молекул, но при данном углубленно отразил все технические трудности, заслуживающие в данный момент перед нанотехнологией. Чтение данной работы нужно для ясного осознания такого, собственно что имеют все шансы создавать наномашины, как они станут трудиться и как их выстроить. 1989 год. Дональд Эйглер, работник фирмы IBM, выложил заглавие собственной компании атомами ксенона.
· 1998 год. Голландский физик Сеез Деккер сделал транзистор на базеоснове нанотехнологий.
· 1999 год. Южноамериканские физики Джеймс Тур и Марк Рид обозначили, собственно что отдельная молекула способна производить себя например же, как молекулярные цепочки.
· 2000 год. Власть USA поддержала создание Государственной Инициативы в Области Нанотехнологии. Нанотехнологические изучения возымели государственное финансирование. За это время из федерального бютжета было удаленно $500 млн.
· 2001 год. Марк Ратнер считает, собственно что нанотехнологии стали частью жизни населения земли как раз в 2001 году. За это время случились 2 знаковых действия: авторитетный научный журнальчик Science именовал нанотехнологии - "прорывом года", а авторитетный бизнес-журнал Forbes - "свежей перспективной идеей". Нынче по отношению к нанотехнологиям время от времени пьют выражение "свежая промышленная революция".
Направление нанотехнологий
· Молекулярный дизайн - это звенья общего процесса создания молекулярной системы от замысла до воплощения. С большой долей условности технологию создания молекулярной системы можно отнести либо к биотехнологии, когда речь идет о биомолекулах, либо к нанотехнологии.
· Наноматериаловедение – это материалы, созданные с использованием наночастиц или посредством нанотехнологий , обладающие какими-либо уникальными свойствами, обусловленными присутствием этих частиц в материале.
· Наноприборостроение –это создание сканирующих туннельных микроскопов, атомно-силовых микроскопов, магнитных силовых микроскопов, многоострийный систем для молекулярного дизайна, миниатюрных сверхчувствительных датчиков, нанороботов.
· Наноэлектроника – конструирование нанометровой элементной базы для ЭВМ следующего поколения, нанопроводов, полевых транзитов, выпрямителей, дисплеев, акустических систем.
· Нанооптика – это создание нанолазеров, синтез многострийных систем с нанолазерами.
· Нанокатализ – это разработка катализаторов с наноструктурами для классов реакций селективного катализа.
· Наномедицина – это слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими уровне, используя наноустройства и наноструктуры.
· Нанотрибология – это направление в трибологии, связанное с теоретическим и экспериментальным изучением процессов адгезии, трения, износа и разрушения в атомных и молекулярных масштабах взаимодействия поверхностей.
· Управляемые ядерные реакции - это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ-квантов.
· Наноэнергетика - солнечные батареи, компания Toshiba разработала литиевую – ионную батарею на основе наноматериалов, которая заряжается примерно в 60 раз быстрее обычной.
· Наноэлекроника и нанофотоника - Одной из перспективных отраслей является компьютерная техника.
· Компании занимающиеся нанофотоникой разрабатывают высокоинтегрированные компоненты оптических коммуникаций с применением технологий нанооптики и нанопроизводства.
· Нанотехнологии в медицине - Американцы создали материал, имитирующий настоящую костную ткань. Применив 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.
· Углеродные нанотрубки - группа учёных из Японии, обнаружила, что при использовании УНТ совместно с морфогенетическими белками кости часто использующегося для облегчения заживления сломанных костей, производство организмом новой костной ткани ускоряется.[6]
Заключение.
Перспективы нанотехнологической отрасли поистине грандиозны. Нанотехнологии кардинальным образом изменят все сферы жизни человека. На их основе могут быть созданы товары и продукты, применение которых позволят революционизировать целые отрасли экономики. "Мир будет просто построен заново. Нанотехнология потрясет все на планете".
Литература.
Верещагина, Я. А. Инновационные технологии. Введение в нанотехнологии: учебное пособие / Я. А. Верещагина. - Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2009. - 115 с. [1]
Рыбалкина, М. Нанотехнологии для всех - 2005. - 444 с.[2]
Анищук, В. М. Наноматериалы и нанотехнологии / В. М. Анищук, В. З. Борисенко, С. А. Жданюк, Н. К. Толочко // - Минск.: Изд. центр. БГУ, 2008. - 375 с.[ 3]
Нанотехнологии. Азбука для всех. / Под. ред. Ю.Д. Третьякова. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 368 с.[ 4]
Kroto H. W. // Science. 1988 - V. 242. - P. 1139. [5]
https://obuchonok.ru/node/3702 [6]
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 82; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!