Нанотехнологии в современности

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире далеко не все знают, что такое нанотехнология, хотя за этой наукой стоит будущее. Главная цельданной работы заключается в ознакомлении с нанотехнологией. Ещё одной целью является выяснить применение данной науки в различных сферах и узнать, опасны ли нанотехнологии для человека.

Часть науки и техники, называемаянанотехнологией, появилась относительно недавно. Перспективы этой науки поистине масштабны. Само понятие «нано» означает одну миллиардную долю какой-либо величины. К примеру, нанометр - одна миллиардная доля метра. Эти размеры схожи с размерами нуклонов и атомов. Точное определение нанотехнологий выражается так: нанотехнологии – это технологии, с помощью которых можно манипулировать веществом на уровне атомов и молекул (поэтому нанотехнологии называют также молекулярной технологией). Толчком к прогрессу в нанотехнологиях стала лекция Ричарда Фейнмана, в которой он научно обосновал, что с физической точки зрения нет никаких преград для того, чтобы создавать объекты прямо из атомов. Для обозначения способа эффективного манипулирования атомами было придумано понятие ассемблера – молекулярной наномашины, которая способна построить любую молекулярную структуру. Пример естественного ассемблера – рибосома, синтезирующая белки в живых организмах. Ясно,чтонанотехнологии - это не просто отдельная часть науки, это масштабная, крупная зона исследований, связанных с естественными науками. Можно утверждать, что практически каждая дисциплина, из тех, что изучаются в школьной программе, каким-либо будет связана с технологиями будущего. Наиболее тесно нанотехнологии связаны с физикой, химией и биологией. Скорее всего, именно эти дисциплины получат самый значимый толчок в развитии в связи с приближающейся нанотехнологической революцией.

1. НАНОТЕХНОЛОГИИ В СОВРЕМЕННости

1.1.История возникновениянанотехнологий

Прародителемнанотехнологий можно считать греческого философа Демокрита. Он первым начал использовал понятие “атом” для описания наименьшей частицы вещества. На протяжении двадцати с лишним веков люди пытались понять тайну строения данной частицы. Решение этой нерешаемой для многих поколений физиков задачи стало реальным в первой половине ХХ века после изобретения немецкими физиками Максом Кноллом и Эрнстом Руской электронного микроскопа, который дал возможность исследовать нанообъекты.

Большинство источников, в первую очередь англоязычных, первое упоминание методов, которые позже будут названы нанотехнологией, связывает с популярным выступлением Ричарда Фейнмана «Там внизу много места» (англ. «There’sPlentyofRooattheBottom»), сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на ежегодной встрече Американского физического общества. Ричард Фейнман сделал предположение о том, что есть возможность механически перемещать одиночные атомы, при помощи манипулятора соответствующего размера, во всяком случае, такой процесс соответствовалбы известным на сегодня физическим законам.

Этот манипулятор он предложил создавать таким образом. Нужно создать механизм, воспроизводящий свою копию, только в разы меньшую. Получившийся механизм опять создал бы свою меньшуюкопию, и так до тех пор, пока масштабы устройства не будут одного масштаба с одним атомом. При этом нужно будет изменять устройство этого механизма, так как гравитация, действующая в макромире будет влиять все меньше, а силы межмолекулярных взаимодействий будут влиять на работу механизма больше. Последний момент — данный механизм соберёт собственный прототип из отдельных атомов. Число данных копий неограниченно, можно будет за непродолжительное время создать любое число таких механизмов. Эти машины смогут таким так же, поатомной сборкой собирать макрообъекты. Это сделает возможным делать их гораздо 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 доказать неверность этой теории, но и ни у кого пока не получилось изобрести такие механизмы. Главный недостаток данного робота — нереальность создания устройства из одного атома.