Наноматериалы Нанотехнологии О чем речь Нанотехнологии наноматериалы

Наноматериалы Нанотехнологии О чем речь? Нанотехнологии, наноматериалы

«Нанотехнологии – ворота, открывающиеся в иной мир» Нанотехнологии - это некое новое, но не направление, не область, а некий новый образ понимания цивилизации будущего. Академик М. Алфимов Нанотехнологии, наноматериалы

Ричард Фейнман, 29 декабря, 1959 года Конференция Американского физического общества, Калифорнийский технологический институт Предсказано, что к 2000 году технология работы с атомами станут реальностью 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 3

Мышь 1 м Что такое «нано» … Микромеханика Заколка 1 дм 1 см 1 мм=10 -3 м Вирус герпеса 100 мкм 1 мкм=10 -6 м Ребенок ~1 м Муха 100 нм Волос (~50 мкм) «Наномир» 10 нм 1 нм=10 -9 м 1Ǻ Эритроцит Видимый глазом мир «Микромир» Нанотехнологии, наноматериалы Молекула белка ДНК

Еще о масштабах 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 5

С точки зрения материаловедения… 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 6

Что вкладывается в понятие «нано…» В немалой степени определение зависит от специалиста, которому задан вопрос n n Теоретик К. Э. Дрекслер предложил слово «нанотехнология» в 1980 г. , описывая им теоретический (в то время) молекулярный производственный процесс с использованием компонентов и устройств размерами от 1 до 100 нм (этот диапазон размеров получил название наномасштаб - nanoscale). В настоящее время термин практически потерял смысл, и потому Дрекслер возглавил движение за ограничение области нанотехнологии наномасштабными объектами, построенными «снизу вверх» исключительно из молекулярных блоков, в отличие от устройств, полученных в результате миниатюризации «сверху вниз» . 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 7

Это произошло на наших глазах 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 8

Вся Природа, включая нас самих (от яйцеклетки к Венцу Творения, от макового зернышка к прекрасному цветку), создана переходом от малого к большому. Такой переход к созданию нанообъектов, как видно из диаграммы приведет к значительному росту производительности и снижению стоимости продукции (Пентиум, сравнимый по стоимости с картофелем). Нанотехнологии, 2/16/2018 наноматериалы 9

В немалой степени определение нанотехнологии зависит от специалиста, которому задан вопрос n нанотехнология ‑ совокупность методов и приемов, обеспечивающих n наноматериалы ‑ материалы, содержащие структурные элементы, n наносистемная техника ‑ полностью или частично созданные на основе возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества и позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба; геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками; наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям. 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 10

2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 11

Лидеры в области научных исследований по НАНО 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 12

Сроки выхода наноматериалов на рынок (прогноз США -2005 г. ) Более 15 лет 9 -14 лет 1 -4 года Косметика Текстиль Покрытия Смазочный материал Дисплеи Сенсоры Композиты 2/16/2018 Солнечные элементы Компактные энергосистемы Легкий ICs (? ) Биоматериалы Имплантанты Микропроцессоры Квантовые компьютеры Молекулярные процессоры Нано-био NEMS Регенерация тканей, органов Нанотехнологии, наноматериалы 5 -8 лет Химические катализаторы Краски Лекарственные препараты Мед. диагностика Наноматрицы Упаковка для продуктов Энергия/топливо Освещение 13

2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 14

Рынок РФ n n Катализаторы -750 млн долларов Мембраны-100 млн. долл Порошки, покрытия нанокомпозиты 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 15

Далеко ли еще до практической пользы от нанотехнологии? n n В машиностроении ‑ увеличение ресурса инструментов с помощью специальных покрытий и эмульсий, В автомобильной промышленности ‑ увеличение ресурса работы автотранспорта, улучшение совокупности технических показателей (снижение шума, вредных выбросов), В информатике ‑ многократное повышение производительности систем передачи, обработки и хранения информации, приближение возможностей вычислительных систем к свойствам объектов живой природы с элементами интеллекта; адаптивное распределение управления функциональными системами, В здравоохранении ‑ создание высокоэффективных нанопрепаративных форм и способов доставки лекарственных средств к очагу заболевания. Широкая перспектива открывается и в области медицинской техники (разработка средств диагностики, проведение нетравматических операций, создание искусственных органов). Рынок здравоохранения является одним из самых значительных в мире, в то же время он слабо структурирован и в принципе "не насыщаем", а решаемые задачи носят гуманитарный характер. 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 16

Применение наночастиц в медицине Антибактериальное, противовоспалительн ое действие создание повязок для военных в Чечне Антисклеротическое действие, ускорение ранозаживления, протективное действие при алкогольной коме Ускорение ранозаживления, антибактериальное действие 2/16/2018 Ag Cu Zn Mg Fe Нанотехнологии, наноматериалы Повышает выживаемость при инфаркте миокарда, бактерицидное действие Ускорение ранозаживления, лечит лейкоз, ускорение роста 17

2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 18

Компания Nippon нашла разнообразные применения для наночастиц из двуокиси титана, материала, который меняет ход биологических процессов под воздействием света. Наночастицы, добавленные в стекло, невидимы, но отталкивают грязь. При добавке в краску наночастицы убивают микроорганизмы и могут использоваться в помещениях с повышенными требованиями к асептике, например в операционных. 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 19

2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 20

2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 21

2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 22

Композитные биоматериалы: 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 23

2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 24

Наноматериалы n n Фуллерен Нанотрубки Нанопорошки Нанокомпозиты С 60 fullerenes, diameter of the molecule 0. 7 nm free and 1. 003 nm in crystal film 2/16/2018 nanotubes: diameter: single wall 0. 4. . . 3 nm multi wall 10 -20 nm; length 1. . . 30 Нанотехнологии, наноматериалы 25

Нанотрубки 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 26

Термометрия… 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 27

2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 28

Наноматериалы 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 29

Диагностика наноструктур и наноматериалов Революционным явилось A широкое применение Solid State методов сканирующей Laser Diode B туннельной и атомносиловой микроскопии (СТМ, АСМ). n Идея тривиальна… Cantilever and Tip n 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 30

Так это выглядит 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 31

2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 32

Создание наноструктур Снизу-вверх 48 атомов Fe на поверхности Cu 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 33

НАНОЛИТОГРАФИЯ Достигнуто разрешение – 3 нм (Сергей Лемешко, NT-MDT) 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 34

Создание наноструктур нанодоменные структуры в Li. Nb. O 3, созданные при помощи СЗМ 14 мкм х 14 мкм 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 3 мкм х 3 мкм 35

Социальные последствия ? n Nano. Culture: The New Technoscience and its Implications for Literature, Art, and Society, Edited by N. Katherine Hayles Nanoculture is the first book-length critical study of the relation of nanotechnoscience to literature, art, and culture. Nano. Culture transverses disciplinary boundaries to explore the intricate and complex ways in which nano-technoscience becomes a cultural production and the modes by which culture appropriates and transforms what the technoscience means. The book is published in collaboration with the Nano exhibit, opening in December 2003 at the Los Angeles County Museum of Art and created by an interdisciplinary team of artists, scientists, and humanists. 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 36

Экология? Здоровье? 2/16/2018 Нанотехнологии, наноматериалы 37