Міністерство   освіти  та політики

Кафедра методики фізики

 

Аспірнт

ДаниловаІ.В

Науковий керівник

Благодаренко

 

 

Доповідь

 

Зміст

ВСТУП…………………………………………………………….3

РОЗДІЛ І. ПОНЯТТЯ НАНОТЕХНОЛОГІЇ…………………4 РОЗДІЛ ІІ. ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ НАНОТЕХНОЛОГІЙ….6

РОЗДІЛ ІІІ. ЗАСТОСУВАННЯ НАНОТЕХНОЛОГІЙ…….8

3.1. Нанотехнології в фізиці та хімії…………………………...9

3.2. Нанотехнології в медицині………………………………..18

3.3. Нанотехнології в екології…………………………………25

3.4. Нанотехнології в інших сферах…………………………..31

ВИСНОВОК……………………………………………………..33

ЛІТЕРАТУРА…………………………………………………...34

             

Вступ

Людство у всі часи прагнуло поліпшити умови свого існування. Для цього у первісному суспільстві люди використовували різні знаряддя праці, трохи пізніше вони приручили диких тварин, які стали приносити користь людському співтовариству. Йшли роки, змінювався світ, мінялися люди і їхні потреби. Тепер більшість з нас уже не може уявити собі життя без сучасних благ цивілізації, досягнень науки, техніки, медицини. Наступним кроком у цьому розвитку стане освоєння нанотехнологій, зокрема, систем дуже малого розміру, здатних виконувати команди людей. 

Нанотехнологія — наступний логічний крок розвитку електроніки і інших наукоємних виробництв. Нанотехнології – ключове поняття початку XXI століття. Це "самі високі" технології, на розвиток яких ведучі економічні держави тратять сьогодні мільярди доларів. По прогнозам учених нанотехнології в XXI столітті справлять таку ж революцію в маніпулюванні матерій, яку в ХХ ст. справили комп’ютери в маніпулюванні інформацією. Їх розвиток відкриває великі перспективи при розробці нових матеріалів, вдосконалення зв’язку, розвитку біотехнології, мікроелектроніки, енергетики, охорони здоров’я і озброєння. Серед

найбільш     ймовірних     наукових     проривів     експерти     називають     значне    збільшення

продуктивності комп’ютерів, відновлення людських органів з використанням знову створеної тканини, отримання нових матеріалів, створених напряму із заданих атомів і молекул, а також нові відкриття в хімії і фізиці.

Ця галузь відкриває небачені раніше, фантастичні перспективи взаємодії людини зі світом.  Отже, за допомогою нанотехнологій ми можемо економити час, отримувати більше благ за меншу ціну, постійно підвищувати рівень і якість життя.

 

 

Розділ І.​ Поняття нанотехнології.

На даний час, багато хто вживає термін «нанотехнології», що ж це таке?

Нанотехнології (НТ) (грецьке слово «nannos» означає «карлик») - це сукупність методів маніпулювання речовиною на атомному або молекулярному рівні з метою отримання наперед заданих властивостей.        1 нанометр (нм) – це дуже мала величина і становить 10-9 метра.  До нанотехнологій відносяться технології, що забезпечують можливість контрольованим чином створювати і модифікувати наноматеріали, а також здійснювати їх інтеграцію в повноцінно функціонуючі системи більшого масштабу. Нанотехнології включають в себе: атомне з’єднання молекул, локальну стимуляцію хімічних реакцій на молекулярному рівні та ін. Процеси нанотехнології підкоряються законам квантової механіки. 

Завдання НТ: 

отримання  наноматеріалів  із  заданою  структурою  і  властивостями; 

застосування наноматеріалів по певному призначенню із урахуванням їх структури і властивостей;  контроль (дослідження) структури і властивостей наноматеріалів як в ході їх отримання,

так і вході їх застосування. 

Наноматеріали (НМ) – це дисперсні і масивні матеріали, що містять структурні елементи (зерна, кристаліти, блоки, кластери), геометричні розміри яких хоч би в одному вимірі не перевищують 100 нм, і що мають якісно нові властивості, функціональні і експлуатаційні

характеристики.    Об’єкти    із    розмірами    в    межах    1-100    нм,    прийнято   вважати

нанооб’єктами, але такі обмеження є досить умовними. При цьому, дані розміри можуть стосуватися як всього зразка (нано об'єктом виступає увесь зразок), так і його структурних елементів (нано об'єктом виступає його структура). 

Класифікація за розміром. За розмірною ознакою нанооб’єкти поділяють на три типи

квазі-нульмірні (0D), квазі-одномірні (1D), двовимірні (2D). 

Нанооб’єкти квазі-нульмірні (0D) – це наночастинки (кластери, колоїди, нанокристали і фулерени) що містять від декількох десятків до декількох тисяч атомів, згрупованих в зв’язки або ансамблі у формі клітини. В цьому випадку частинка має нанометрові розміри в усіх трьох напрямках. Наночастинка – це квазі-нульмірний нанооб’єкт, у якого усі характерні лінійні розміри мають один порядок величини. Як правило, наночастинки мають сферичну форму і, якщо вони мають яскраво виражене упорядковане розташування атомів (чи йонів), то їх називають нанокристалами. Наночастинки з вираженою дискретністю енергетичних рівнів часто називають «квантовими точками» або «штучними атомами», найчастіше вони мають склад типових напівпровідникових матеріалів. 

Нанооб’єкти квазі-одномірні (1D) – вуглецеві нанотрубки і нановолокна, наностержні, нанодроти, тобто циліндричні об’єкти з одним виміром в декілька мікрон і двома нанометровими. В даному випадку один характерний розмір об’єкту, принаймні, на порядок перевищує два інші. Нанооб’єкти двовимірні (2D) – покриття або плівки товщиною в кілька нанометрів на поверхні масивного матеріалу (підкладці). В цьому випадку тільки один вимір – товщина має нанометрові розміри, два інших є макроскопічними. 

Отже, нанотехнологія - це сукупність технологій і методик, позволяющих маніпулювати окремими атомами і молекулами з розмірами 1-100 нанометрів.

Фундаментальною основою для нанотехнології являються фізика, хімія і молекулярна

біологія в сукупності з їх математичним апаратом. 

В практичному аспекті нанотехнології - це технології виробництва пристроїв і їх компонентів, необхідних для створення, обробки і маніпуляції атомами, молекулами і частинками.

Розділ ІІ​. Історія розвитку нанотехнологій.

Ми живемо в період бурхливого розвитку нанотехнологій. Розвинена нанотехнологічна наука і промисловість - незамінний атрибут розвинутої держави, що свідчить про те, що країна вже переступила бар'єр, що розділяє індустріальне і постіндустріальне суспільство.

Сьогодні нанотехнології є однією з галузей науки, що найбільш інтенсивно розвиваються. Їх розвиток просувається швидко практично у всіх сферах нашого життя. Але перш за все треба згадати як ж зародилися та почали  розвиватися  нанотехнологій.

Розвиток нанотехнологій починається із 1931 року, коли німецькі фізики Макс Кнолл і Эрнст Руска створили електронний мікроскоп, який вперше дозволив досліджувати нанооб’єкти. Пізніше в 1959 році Американський фізик Річард Фейнман нобелівський лауреат уперше опублікував роботу, в якій оцінювалися перспективи мініатюризації під назвою «Там внизу - море місця». Він заявив: «Доки ми вимушені користуватися атомарними структурами, які пропонує нам природа… Але в принципі фізик міг би синтезувати будь-яку речовину по заданій хімічній формулі». Тоді його слова здавалися фантастикою оскільки не існувало технологій, що дозволили б оперувати окремими атомами на атомарному ж рівні (мається на увазі можливість пізнати окремий атом, узяти його і поставити на інше місце). Фейнман призначив нагороду в $1000, тому, хто вперше може помістити текст сторінки з книги на шпильковий голівці, з метою стимулювання інтересу до цієї області ( дана подія сталася в 1964 році). 

В 1974 році японський фізик Норіо Танігучі ввів термін «нанотехніка», запропонувавши описувати механізми розміром менші одного мікрона.

Німецькими фізиками Гердом Біннігом і Генріхом Рорером, був створений скануючий тунельний мікроскоп (СТМ), що дозволив маніпулювати речовиною на атомарному рівні (1981 р., пізніше отримали Нобелівську премію). Скануючий атомно-силовий (АСМ)

мікроскоп  розширив типи досліджуваних матеріалів (1986 р.). 

В 1985 році Роберт Керл, Гарольд Крото, Річард Смоллі відкрили новий клас з’єднань –

фулерени (Нобелівська премія 1996 рік). 

1988 рік незалежно один від одного французький та німецький вчені Альберт Ферт і Петер Грюнберг відкрили ефект гігантського магнітоопору (ГМО) (у 2007 р. присуджено Нобелівську премію з фізики). Магнітні наноплівки і нанодроти завдяки цьому ефекту перспективно стали використовуватися для створення пристроїв магнітного запису. Відкриття ГМО послужило основою для розвитку спінтроніки. З 1997 року компанія IBM в промислових масштабах почала виготовляти спінтронні прилади - голівки для зчитування магнітної інформації на основі ГМО, розмірами 10-100 нм. 

1991 рік ознаменувався відкриттям вуглецевих нанотрубок польським дослідником Суміо

Ііджимою. 

В 1998 році було вперше створено транзистор на основі нанотрубок Сізом Деккером (голландський фізик). А в 2004 році він з’єднав вуглецеву нанотрубку із ДНК, уперше отримавши  єдиний  наномеханизм,  відкривши  дорогу розвитку біо нанотехнології.  1999 рік. Американські фізики Джеймс Тур і Марк Рід визначили, що окрема молекула здатна вести себе так, як молекулярні ланцюжки.

2000 год. Адміністрація США підтримала створення Національної Ініціативи в Області Нанотехнології\National Nanotechnology Initiative. Нанотехнологічні дослідження отримали державне фінансування. Тоді із федерального бюджету було виділено $500 млн. В 2002 сума була збільшена до $604 млн.

На даний час історія розвитку нанотехнологій продовжується розвиватися, але на сьогоднішній день нанотехнології знаходяться в дитячому віці, приховуючи в собі великий потенціал. В подальшому вченим належить вирішити безліч запитань, зв’язаних з

нанонаукою, і осягнути її найглибші таємниці. Але, не дивлячись на це, нанотехнології уже надають дуже серйозні впливи на життя сучасної людини.

Розділ ІІІ​. Застосування нанотехнологій.

Сфера застосування нанотехнологій вважається|лічиться| у всьому світі ключовою|джерельною| темою для технологій XXI століття|віку|.

Можливості|спроможності| їх різностороннього застосування|вживання| в таких областях економіки, як виробництво напівпровідників, медицина, сенсорна техніка, екологія, автомобілебудування, будівельні матеріали, біотехнології, хімія, авіація і космонавтика, машинобудування і текстильна промисловість, несуть в собі величезний потенціал зростання|зросту|. Застосування|вживання| продукції нанотехнологій дозволить заощадити на сировині і споживанні|вжитку| енергії, скоротити викиди в атмосферу і сприятиме тим самим стійкому розвитку економіки. 

З одного боку, нанотехнології вже знайшли сфери застосування|вживання|, з|із| іншою – вони

залишаються для більшості населення областю наукової фантастики. В майбутньому значення нанотехнологій тільки|лише| ростиме|зростатиме|. У спеціалізованій області це

будить|пробуджувати| інтерес і стимулювати проведення дослідницьких і дослідно-конструкторських робіт, а також робіт по знаходженню нових областей застосування|вживання| нанотехнологій. Очевидною необхідною умовою розвитку даного процесу є|з'являється,являється| посилене впровадження основ науки про нанотехнології в

освітні     програми в     школах    і    вузах.    Це    допоможе        скоротити дефіцит молодих

фахівців|спеціалістів|, що зберігається, в цій області. 

3.1 Нанотехнології в хімії та фізиці

Технології та матеріали завжди відігравали велику роль в історії цивілізації, виконуючи не тільки вузько виробничі функції, а й соціальні. 

В даний час це досить велика область досліджень, що включає в себе цілий ряд напрямків

фізики, хімії, біології, електроніки, медицини та інших наук .

В останні роки багато говорять про нанотехнології. І, звичайно, ключову роль у розвитку нанотехнології грає хімія та фізика.

Зараз хімічні та фізичні знання досягли такого рівня розвитку , що на їх основі змінюються уявлення про природу і механізм ряду найважливіших технологічних процесів. Хімія допомогла відкрити або використовувати не тільки раніше невідомі властивості матеріалів і речовин , але і синтезувати нові, не існуючі в природі матеріали і речовини .

Майже всі галузі виробництва пов'язані із застосуванням хімії. Природа дає нам тільки вихідна сировина - наприклад, дерево, руду, нафту. Піддаючи природні матеріали хімічній обробці, отримують різноманітні речовини, необхідні для сільського господарства, для виготовлення промислових виробів, для вживання в побуті - добрива, фарби, лікарські речовини, мило, соду, метали, пластичні маси і т. д. Для переробки природної сировини потрібно знати і використовувати загальні закони перетворення речовин , всі ці знання дає

саме хімія .

Хімія відіграє велику роль у вирішенні найбільш актуальних проблем сучасного людства. До їх числа належать:

1 ) синтез нових речовин і композицій із заданими властивостями, необхідних для вирішення різних технічних завдань;

2)      збільшення      ефективності     штучних      добрив      для      підвищення     врожайності

сільськогосподарської продукції та синтез продуктів харчування з несільськогосподарського сировини;

3  ) розробка і створення нових джерел енергії;

4  ) охорона навколишнього середовища;

5) з'ясування механізму біохімічних процесів та їх реалізація в штучних умовах;

6 ) освоєння океанічних джерел сировини.

Для вирішення ряду проблем - електроніки, біології, хімії - великих розмірів об'єктів не потрібно, навпаки, зменшення розмірів в електроніці не тільки дозволяє вирішити ті ж самі завдання, але і значно поліпшити практично всі характеристики виробів, причому в ряді областей науки і техніки зменшення розмірів є необхідною умовою вирішення проблем. 

Технології, що використовуються для цього, можна грубо розділити на дві частини.  У ряді випадків нанооб'єктів можна отримувати з великою заготовки, шляхом видалення зайвого матеріалу. Такі технології іноді називають «зверху вниз» (Рис.2). Прикладом таких технологій є застосування тонкого перемолу (сухого і тонкого) матеріалу, обколювання,

відпилювання і т.д. 

 

Другий вид, званий технологіями «знизу вгору», передбачає отримання об'єктів з окремих атомів, наприклад проведення в розчині хімічних реакцій, що супроводжуються утворенням нерозчинних або важкорозчинних речовин (різні типи реакцій: гідроліз, окислення, відновлення, нейтралізацію); методи молекулярно-променевої епітаксії через трафарет, самосборка за рахунок поверхневої дифузії, збірка потрібної конфігурації з окремих атомів за допомогою скануючого тунельного мікроскопа. 

 

Можливі і проміжні варіанти, наприклад, технологія матеріалів і виробів на «пористому» кремнії, коли на підкладці монокристалічного кремнію методами травлення створюється наноструктура. 

Технології «зверху вниз». Це в основному фізичні методи отримання наноматеріалів: 

Плазмове напилення: полум'яне, анодное, магнетронне і т.д.;

Іонно-променева епітаксія;

Газофазное комплектування;

Методи лазерного випаровування; 

Контрольована кристалізація; 

Диспергування і подрібнення; 

Пластична деформація;

Наприклад, в установці плазмового осадження в зону плазми разом з інертним газом - носієм

вводяться з'єднання металу. У зоні плазми контактують з органічним мономером і

утворюють стабілізовані полімером наночастинки оксидів, нітридів, карбідів металу. 

При газофазного отриманні наноматеріалів частки металів з тигля - випарника направляються на фільтр, з якого вони віддаляються потоком газу. В результаті компактування - укрупнення наночастинок можливо серійне отримання нанопористих

матеріалів. 

У разі використання лазерного випаровування для нанесення покриття на різні частинки використовуються лазери, що працюють в імпульсному або безперервному режимах. При цьому лазерний промінь високої інтенсивності падає на металевий стрижень, викликаючи випаровування атомів з поверхні металу, які несуться потоком гелію через сопла. Розширення цього потоку в вакуум призводить до його охолодження і утворення кластерів атомів (наночастинок) металу. 

Наноматеріали можна отримувати і модернізованим методом Вернейля, коли надлегкий порошок («пудра») оброблюваного матеріалу пропускається через факел з горючого газу (воднево-кисневе полум'я), або плазму без електродного високочастотного або електродного розрядів. У полум'ї утворюються наночастинки оксидів металів, які у вигляді порошку (∼50нм) осідають на охолоджуючій підкладці. На базі такої технології вже отримані тверді покриття, різко збільшують зносостійкість ріжучих поверхонь, їх жаростійкість і корозійну

стійкість. 

Технології «знизу вгору». До основних хімічних методів отримання наноматеріалів належать

такі: 

Хімічна конденсація парів 

Рідкофазне відновлення 

Радіоліз 

Матричный синтез 

Хімічна конденсація парів. На початковому етапі вихідна речовина випаровують, застосовуючи відповідні методи нагрівання. Пари речовини розбавляють великим надлишком потоку інертного газу. Зазвичай використовують аргон або ксенон. Отриману парогазову суміш направляють на поверхню образу (положки), охолоджену до низьких температур.  Формування наночастинок на поверхні підкладки є рівноважним процесом і залежить від ряду факторів: температури підкладки, швидкості конденсації і т.д. отримання

наночастинок методом конденсації декількох речовин на охолоджувальної поверхні дозволяє легко вводити до їх складу різні добавки, а в процесі контрольованого нагрівання, збільшуючи рухливість наночастинок, здійснювати ряд нових і незвичайних синтезів. 

Рідкофазне     відновлення.     Хімічні     відновлення     залежить     як     від     природи     пари

відновник-окислювач, так і від їх концентрації, pH середовища, температури, властивостей розчинника. Як відновники іонів металів найчастіше використовують - борогідриди (наприклад. NaBH4), алюмогідриди, солі щавлевої і винної кислот, формальдегід. 

Наночастинки срібла (Ag) розміром менше 5 нм отримані відновленням азотнокислого срібла (AgNO3) боргідридом натрію (NaBH4) при змішуванні відповідних розчинів в певному температурному режимі: 

Ag​^{+ ​}+ Ag

Перспективною різновидом вищенаведеного методу є електрохімічне відновлення. Електрохімічне відновлення металів дозволяє, змінюючи параметри електродних процесів, в широких межах варіювати властивості одержуваних нанокластерів. 

Наприклад, при катодному відновленні металів: 

 

На платинових катодах можуть утворюватися сферичні наночастинки металів, а на

катодах з алюмінію формуються нанорозмірні плівки. 

Для контролю процесів формування та стабілізації наночастинок використовують молекули органічних речовин великих розмірів - макромолекули. Їх можна розглядати як нанореактори, що дозволяють синтезувати наночастинки необхідних розмірів і форми. Макромолекули - органічні молекули з високою молекулярною масою, об'ємною і розгалуженою структурою, наявністю активних кінцевих груп. Прикладом відновлення іонів металів у нанореактор з макромолекулами            є           отримання             наночастинок золота з           водного           розчину           золото

хлористоводневої кислоти HAuCl4: 

.

Відновлювач - борогідрид натрію, макромолекула - полиамидоамин з кінцевими первинними і третинними аміногрупами. При контрольованому синтезі отримані наночастинки золота

розміром від 2 до 6 нм різної форми. 

Радіоліз. Синтез наночастинок при радіолізі полягає у впливі на систему частинок і випромінювань високих енергій, більше 100 еВ. Варіантом радіолізу є фотоліз з енергіями опромінення приблизно 60 еВ. При гідролізі в системах генеруються вільні електрони і радикали. Так, у водних розчинах при опроміненні з молекули води виходять гідратовані

електрони і радикали водню і гідроксилу: 

 

Електрони і радикали при взаємодії з вихідною речовиною утворюють наночастинки. Радіоліз має ряд істотних переваг перед хімічним відновленням. Радіоліз можливий як в рідких, так і в твердих системах в широкому температурному інтервалі; одержувані наночастинки мають істотно менше домішок інших речовин і менший розкид за розмірами. Відповідно, якість одержуваних наноматеріалів підвищується. 

З використанням радіолізу отримані нанокомпозити, що складаються з декількох металів. Наприклад, наносистеми нікель-срібло з діаметром 2-4 нм; біметалеві частинки Au-Ni розміром 2,5 нм, нанесені на аморфний вуглець; три металеві наночастинки Pd-Au-Ag. Утворені багатошарові нанокластерні матеріали передбачається використовувати для фемтосекундних електронних пристроїв нового покоління. 

Перший шлях - «знизу вгору» - став реальний лише в останнє десятиліття XX століття, коли з'явилася можливість реалізувати промислові нанотехнологічні процеси. В даний час цей підхід характеризується низькою продуктивністю, але саме йому належить майбутнє при подальшому підвищенні технічної майстерності у нанотехнології. Процеси «знизу вгору» широко відомі і домінують в біології та молекулярної хімії. Наприклад, самосборка біологічних

тканин     в     живих    організмах     здійснюються     з     високою    ефективністю    саме    на

атомно-молекулярному рівні. 

Необхідно відзначити таку обставину. При використанні технології «зверху вниз» в кінцевих наночастинках зберігається структура вихідного матеріалу з великими розмірами. Однак, при формуванні об'єктів збіркою «знизу вгору» властивості цих об'єктів можуть

визначатися як природою і кількістю вихідних елементів (атомів, молекул), так і їх взаємним розташуванням. Таким чином, нанотехнологія дозволяє варіювати властивості нанооб'єктів залежно від числа і взаємного розташування атомів. Виготовлення нанооб'єктів з нанометровою точністю дає можливість отримувати унікальні функціональні

характеристики. Так, в електроніці самосборки конструюють так звані «квантові точки», стабілізуючі і утримують окремі електрони, що дозволяють працювати зі над малими струмами, створювати на цій основі лазери нового типу, різко підвищувати щільність магнітного запису і т.д. Використання самосборки в біотехнології призвело до створення ДНК-чіпів і різноманітних біологічних датчиків і аналізаторів. Багатошарові нанопокриття мають дуже високу механічну міцність і корозійну стійкість. 

Материали, розроблені на основі наночастин з унікальними характеристиками, витікаючими із мікроскопічних розмірів їх складових. В ряді робіт використовується

наступна класифікація об'єктів нанотехнологии:

Вуглецеві нанотрубки 

Фулерени 

Графен 

Нанокристали 

Аэрогель 

Нано Акумулатори

Самоочищуючі поверхні на основі ефекту лотоса

Вуглець - основа життя на землі - існує в твердій фазі в декількох модифікаціях, властивості яких різко відрізняються: графіт, алмаз. 

Важлива особливість вуглецю, здатність утворювати ланцюжки С-С-С, використовується Природою для створення біополімерів, а людиною - синтетичних полімерів і різноманітних

пластмас. 

У 1985 році вчені в парах графіту визначили багатоатомні фулеренові молекули вуглецю С60.

Кулясті молекули мають незвичайну симетрію і унікальні

властивості: 

До кожної такій молекулі можна прищепити інші атоми і

молекули. 

Можна помістити чужорідний атом в центральну порожнину

такої молекули як в суперміцний контейнер.  

Розкривши внутрішні зв'язки (високим тиском, інтенсивним освітленням і т.п.),

можна з'єднати дві фулеренові молекули в димер. 

У наслідку навчилися вирощувати одношарові і багатошарові вуглецеві нанотрубки.

                     

Властивостями      нанотрубок можна управляти,         змінюючи скрученность (хіральність)

решітки щодо поздовжньої осі: 

Крісельна структура; 

Зигзагоподібна структура;

Хіральна структура.

При цьому легко можна отримати дріт нанометрового діаметру як з металевим типом

провідності , так і з заданою забороненою зоною .

З'єднання двох таких нанотрубок утворює діод , а трубка лежить на поверхні окисленої кремнієвої пластини , - канал польового транзистора. Такі пристрої вже створені і показали свою працездатність.

Нанотрубки з регульованим внутрішнім діаметром являють собою основу ідеальних

молекулярних сит високої селективності і газонепроникності , контейнерів для зберігання газоподібного палива , каталізаторів і.т.д.

Нанотрубки можуть використовуватися сенсори , атомарне гострі голки для скануючих

зондових інструментів , елементи екранів дисплеїв надвисокої роздільної здатності і т.д.

Фізика, теж відіграє не менш важливу роль.

Наноелектроніка ​– область електроніки, що займається розробкою фізичних і технологічних основ створення інтегральних електронних схем із характерними топологічними розмірами елементів менших за 100 нм. Вона базується на використанні квантових ефектів, що проявляються в наноструктурах.

Молекулярна електроніка досліджує електронні наносистеми, що містять як складові частини поодинокі молекули або молекулярні комплекси, а також технології виготовлення таких наносистем, засновані на використанні процесів самосборки, включаючи процеси маніпулювання як поодинокими молекулами, так і молекулярними комплексами. 

Нанооптика – галузь науки присвячена оптичним наносистемам, що виконують функції інформаційного управління, здійснюючи обробку, зберігання і передачу інформації у вигляді оптичних сигналів. Перспективним розділом нанооптики є нанофотоніка, її елементну базу складають фотонні кристали, які ефективно використовуються в пристроях обробки,

зберігання і передачі інформації. 

Наноелектроніка – область електроніки, що займається розробкою фізичних і технологічних основ створення інтегральних електронних схем із характерними топологічними розмірами елементів менших за 100 нм. Вона базується на використанні квантових ефектів, що проявляються в наноструктурах.

Отже, в останні роки багато говорять про нанотехнології. І ключову роль у розвитку

нанотехнології грає хімія та фізика, хімічні та фізичні знання досягли такого рівня розвитку ,

що на їх основі змінюються уявлення про природу і механізм ряду найважливіших

технологічних процесів.

3.2 Нанотехнології в медицині.

Вивченням властиврстей наноматеріалів в рамках проведення фундаментально-пошуковых і прикладних научно-дослідницьких робіт займаються майже в усьому світі, за виключенням більшості країн Африки і деяких країн Південної Америки. Найбільші успіхи отриманні в США, Японії, Франції. В нашій країні дослідження в області нанотехнологій займаються кілька десятків років. По окремим напрямкам російські вчені займаються пріоритетні позиції в світі. Зокрема, в області метрології російське підприємство НТ МДТ має унікальний досвід створення скануючих зондових мікроскопів, маючих атомарне розширення. Відмінною особливістю цих

пристроїв являється не тільки пасивне отримання надпотужного збільшення зображень нано діапазону, але і можливість конструювання різних наноструктур методами літографії (вирізання) і молекулярно-променевої епітаксії (нарощування). На рис.4 представлений один із таких пристроїв і отриманні ним зображення деяких структур і нанокомпонент електронної техніки.

Вчені, займаються застосуванням нанотехнологій в медицині, повідомляють, що ними розроблений спосіб очистки крові від токсинів в протягом декількох годин. Для цього використовують особливі наномагніти. Кожний наномагніт має 30 нанометрів в діаметрі і одного грама таких магнітів достатньо, щоб очистити кров однієї людини від конкретного токсину за декілька годин. 

Використання нано магнітів для очистки крові було темою дисертаційного дослідження Інге Херрмана, вченого із інституту хімії і біоінженерії в Цюріху. Вчені вияснили, що магніти, які знаходяться в крові, можна заставити притягувати до себе молекули токсинів. Оскільки кров досить в’язка, магніти були примішані до крові з допомогою легкого струшування. Менше чим через п’ять хвилин магніти притягнули до себе всі молекули відповідного токсину. Швидкість визначається константою зв’язування, при чому чим вище цей показник, тим швидше антитіло притягується до антигену. Після процедури очистки наномагніти відфільтровуються із крові з допомогою великого постійного магніту на

зовнішній стінці судини. 

Рівна, не маюча пор поверхня магніту володіє великою здатністю притягування. Другою перевагою є те, що магніти можна достатньо точно настроїти на строго певні молекули, так, щоб магніти не впливали на роботу антитіл, еритроцитів або білків крові.

В справжній час для фільтрації токсичних речовин із кровотоку застосовуються такі методи, як діаліз, фільтрація або метод виснаження. Однак молекули багатьох виробляючих тілом або внесених ззовні речовин занадто великі, щоб їх можна було видалити за допомогою цих методів, не зачіпаючи молекули життєво важливих речовин. До справжнього часу єдиним методом вважалась повна заміна плазми крові, тому німецькі вчені вважають свій метод проривом в цій області медицини, оскільки магніти можуть притягувати і дуже

великі і дуже маленькі молекули.

В більш ранніх досвідах вчені застосовували дуже велику кількість магнітів, що приводило до руйнуванню еритроцитів, однак зараз ніяких негативних наслідків виявлено не було: наномагніти не зробили вплив ні на еритроцити, ні на згортання крові. Безпідставними також виявились побоювання, що застосування магнітів призведе до викиду в кров занадто

великої кількості заліза. 

В даний час вчені вимірюються почати повномасштабне тестування методу, щоб вияснити, дійсно чи він абсолютно безпечний для людини. 

В США разом з російськими нанотехнологіями почато виробництво перших нано титанових імплантатів для використання в стоматології. Зі сторони Росії в проекті, вчасності, була задіяна научно-виробнича компанія «Наномет».

Наноматеріал, із якого виготовляють такі імплантати, набагато менше звичайного і швидко зростається з кістковою тканиною, а також вони більш довговічні.

Досліднику вдалося перетворити молекулу в нано спіраль – тип наноструктури, який в останній час привертає увагу вчених своєю здатністю приєднувати до себе інші молекули. Ця розробка може виявитися перспективною для впровадження нанотехнологій в такі області, як фармацевтика, біомедицина, для виробництва біосенсорів і багато іншого. 

Нано Спіралі представляють собою нову концепцію в нанотехнологіях, оскільки вони мають дуже велику площу поверхні і в той же час забезпечують швидке переміщення речовини. Вони нагадують завитий спіраллю провід старих телефонів. На них дуже зручно розташовувати реагуючі каталізатори і спектр їх застосування достатньо широкий. 

Вчені знайшли спосіб з’єднання ферментів до наноспіралям із двоокису кремнію таким образом, що вони функціонують як біологічні каталізатори, полегшують інші реакції. На основі таких спіраль можна створити, наприклад, біосенсори, які будуть дуже швидко реагувати на наявність токсину. Вчені вважають важливим те, наскільки легко нано спіралі приєднують до себе різні біологічні молекули. Їх можна покривати не тільки ферментами, але і, наприклад, антитілами. Самі спіралі вирощуються за допомогою хімічного осадженим із парової фази на різних субстратах.

Французькі вчені винайшли наноматеріал, за рахунок якого можна відновити навіть сильно пошкоджені зуби. Плівкою із наноматеріали можна повернути хворий зуб, який починає відновлюватися. 

Наночастинки — перспективні ліки проти раку, так як вони можуть цілеспрямовано боротися саме з пошкодженою тканиною, минаючи здорову. Наночастинки можуть служити транспортом для ліків, приносячи активну речовину саме в заражені місця. Черговим кроком в розробці цієї новітньої терапії стали успіхи досвіди лікування пухлин у лабораторних мишей за допомогою радіоактивних золотих наночастинок. 

На початку вчени підготували золоті наночастинки, використовуючи радіоактивний ізотоп золота 198. Потім наночастинки були покриті глікопротеїном із гуміарабіка, для того, щоб зробити наночастинки біо сумісними і дати їм можливість вільно рухатися в струмі крові. Досліди, проведені на мишах, показали, що після введення в кров наночастинки концентруються в щеплених мишам тканинних пухлини простати людини, практично не передаючи радіоактивність іншим органам.

За мишами, отримавши наночастинки, спостерігали протягом трьох тижнів. До кінця цього терміну об’єм пухлини скоротився на 82% на відміну від тваринами, які отримали наночастинки без радіації. Крім того, тварини із першої групи не втрачали вагу в процесі спостереження, на відміну від тварин із другої групи. Також вчені провели тести крові мишей і не виявили признаків радіаційного опромінення.

Дослідження професора Яель Ханін із Тель-Авівського університету електронної інженерії повертає надію людям, які втратили зір, дозволяючи приєднати електроди до нервів сітківки для стимуляції росту клітинної тканини. Розробка уже успішно відпрацьована на тваринах.

Поки що її розробка використовується в роботі по відновленню нервової тканини мозку. Розробка представляє собою схожу на макарони масу нанорозмірних вуглецевих трубок. За допомогою електричного струму Я. Ханін зуміла змусити нейрони із мозку щура рости на цій масі. Такий ріст, по її словам, представляє собою вельми складний процес, однак нейрони добре пристосовуються до нової структури, з’єднуючись з нею фізично і електрично. За допомогою такої складної структури можна спостерігати в деталях за процесами, проникаючими між нейронами.

Розробку уже можна застосувати на практиці для лікування виродження сітківки ока. Подібні захворювання вважаються невиліковними і вчені давно шукають спосіб замінити пошкоджені клітини. Однак, Я. Ханін вдалось створити імплантати сітківки, які відновлюють активність тканини в ушкоджених місцях. Вирощені на гнучкій прозорій

підкладці, нові клітини зрощуються з сітківкою і приводять до відновлення втраченого зору. В Японії вчені розробили «нано мозок» - молекулярну структуру, що дозволяє керувати нанороботами. В рамках експерименту за допомогою «нано мозку» різні наномашини змогли виконати найпростіші команди. Поки нанороботи ще не винайдені, а вчені уже придумали застосування своїм розробкам. «Нано Мозок» може бути використаний при створенні

суперкомп’ютерів . 

Співробітники Міжнародного центру молодих вчених створили складну молекулярну структуру, яка дозволяє керувати зразу декількома нано машинами. Дослідники поставили експеримент, в рамках якого доказали, що структура із 17 молекул DRQ (складається із бензоквінона і тетраметила) функціонує аналогічно процесору, виконуючому 16 команд за один такт. 

17 молекул DRQ можуть бути сформовані в молекулярну машину, яка здатна закодувати більше 4 млрд. різних комбінацій. Розмір отриманої молекулярної структури – всього 2 нанометра. Це перший у світі працюючий зразок «нано мозку».

Передбачається, що «нано мозок» можна буде використовувати при створені нанороботів, проекти яких поки знаходяться в стадії розробки. 

Сучасна наука і інженерія потребується в допомозі роботизованої техніки для рішення різних задач. При цьому проблеми, все частіше постають перед вченими, потребують створення не гігантів, здатних вирити котлован одним рухом ковша, а крихітних, невидимих оку машин. Ці продукти інженерії непохожі на роботів в звичному розумінні, однак здатні самостійно вирішити складні задачі за наявними алгоритмами. Такі машини називають нанороботами. Мікроскопічні роботи можуть вирішувати масу важливих для людства задач, здійснити переворот в медицині, знищити шкідливі відходи і навіть готувати необхідну людям інфраструктуру для життя на інших планетах. Однак будь-який, навіть самий мізерний програмний збій може виявитись для людства фатальним. 

Нанороботи - роботи, створені із наноматеріалів і розміром зіставні з молекулою. Вони повинні володіти функціями руху, обробки і передачі інформації, виконання програм. Розміри нанороботів не перевищують деяких нанометрів. Згідно сучасним теоріям, нанороботи повинні вміти здійснювати двосторонню комунікацію: реагувати на акустичні сигнали і бути в стані підзаряджатися або перепрограмовувати ззовні допомогою звукових або електричних коливань. Також важливою представляються функції реплікації – самосборки нових нанітов і програмованого саме знешкодження, коли серед роботи, наприклад, людське тіло, більше не потребується в присутності в ньому нанороботів. В останньому випадку роботи повинні розпадатися на нешкідливі і швидковиводячі компоненти.

Днем народження нанотехнологій вважається 29 грудня 1959 р. Професор Каліфорнійського технологічного інституту Річард Фейнман.

В 1991 професор Суміо Ліджіма розробив нанотрубки на основі фулеренів. На їх основі створюються матеріали в десятки раз міцніше сталі. Також слід відмітити американські розробки наноманіпулятора, пристрою, зістикованого з атомним мікроскопом і керуючого.  Сфера застосування нанороботів дуже широка. По суті, вони можуть бути необхідними при створенні, налагодженні і підтримані функціонування будь-якої складної системи. Наномашини можуть застосовуватися в електроніці для створення міні-пристроїв або електричних ланцюгів - дана технологія називається молекулярною нано сборка. В

перспективі будь-яка збірка на заводі із компонентів може бути замінена простою збіркою із атомів. 

Однак на перше місце зараз вийшло питання застосування нанороботів в медицині. Тіло людини як би наштовхує на думку про нанороботів, оскільки саме містить безліч природних нано механізмів: безліч нейтрофілів, лімфоцитів і білих клітин крові постійно функціонують в організмі, відновлюючи пошкодженні тканини, знешкоджуючи вторгненні мікроорганізми і видаляючи посторонні частини із різних органів. Шляхом звичайної інфекції нанороботи можут бути вприснути в кров або лімфу. Для зовнішнього застосування розчин з цими роботами може бути нанесені на ділянку тканини. Одним із розроблених направлень являється транспортування ліків до зараженим клітинам. Такі нанороботи можуть бути ефективними, наприклад, при медикаментозному лікуванні ракових пухлин. 

Нанороботи можу робити буквально все: діагностувати стан будь-яких органів і процесів, вмішуватись в ці процеси, поставляти ліки, з’єднувати і руйнувати тканини, синтезувати нові. Фактично, нанороботи можуть постійно омолоджувати людину. На даному етапи вченими розроблена складна програма, моделююча проектовані і поведінку нанороботів в організмі. Через звичайно детально розроблені аспекти маневрування в артеріальному середовищі, пошуку білків за допомогою датчиків. Вчені провели віртуальні дослідження нанороботів для лікування діабету, дослідження черевної порожнини, аневризми мозку, раку, біозахисту від отруйних речовин.

3.3 Нанотехнології в екології.

Нанотехнології на сьогодні розвиваються дуже швидко і перспективно. Нанотехнологія, за прогнозами вчених, повинна змінити світ на кращий і на сьогодні стала найдинамічнішою дисципліною науки і технології. Проаналізовано, чи є нанотехнологія загрозливою для довкілля і здоров'я людини, оскільки усвідомлення ризику є основним у нових розробленнях.

Що нанотехнології, за прогнозами вчених, дадуть фантастичні результати, але варто не забувати, що вони тісно пов'язані з проблемами навколишнього середовища та енергетикою. Це має позитивні і негативні наслідки. Позитивним є те, що використання нанотехнологій дасть змогу ліквідувати низку екологічних проблем сучасності. Це насамперед проблема приросту середньої температури атмосфери нашої планети, причиною якої є зростання кількості спаленого палива промисловим устаткуванням, автомобілями і т. ін. (так званий парниковий ефект). Альтернативним джерелом енергії буде використання нанотрубок для створення перетворювачів сонячної енергії. Крім того, вуглецеві нанотрубки можуть ефективно адсорбувати велику кількість водню, що активізувало розроблення опалювальних елементів і батарей. Це, своєю чергою, дасть змогу створити екологічно безпечні транспортні засоби.

Іншою екологічною проблемою є руйнування озонового шару під дією хімічних реагентів, які використовуються в побуті і промисловості. Зокрема, фреон, що є штучним хімічним продуктом, який випускають у вигляді аерозолю і використовують в холодильниках чи кондиціонерах. Зменшення озонового шару тільки на 1 % призводить до захворювання раком

шкіри     і     лейкемією.     У    галузі    нанотехнологій    вчені    працюють    над    створенням

наноструктурованого матеріалу, який змінив би фреон.

Ще однією дуже важливою екологічною проблемою є діоксин, якого немає в природі, але він є продуктом промислового виробництва. Діоксин виникає, наприклад, під час спалювання

відходів, які містять хлор - це полівінілхлорид, уретан та інші. У разі попадання діоксину в землю, воду чи атмосферу він стає активним хімічним забруднювачем середовища. Крім того, він нагромаджується у жирових тканинах живих організмів і з продуктами харчування потрапляє в організм людини. Його навіть виявляють в материнському молоці. Нанотехнології дадуть змогу створити надчутливі біо давачі, які будуть контролювати рівень зараженості діоксином, а також матеріали, які замінять ті, які є джерелом діоксину. Ще одна екологічна проблема - це кислотні дощі, причиною яких є вихлопні гази автомобілів та відходи виробничих процесів. Нанотехнології в цьому випадку відкривають широкі перспективи - це використання природної енергії, а також створення перетворювачів енергії на наноматеріалах (паливні елементи, батареї та інші.

Але, на жаль, сама нанотехнологія не є такою екологічно безпечною, про що свідчить багато публікацій на цю тему і докладний аналіз технологічних процесів. На сьогодні найбільш досліджена технологія - це технологія отримання нанотрубок. Для їх виготовлення пропонується кілька методів - це плазмовий вакуумний, хімічний вакуумний, лазерний, електролітичний та solgel синтез. Самі технології є безпечними, оскільки розроблені методи безпеки роботи з таким устаткуванням. Але з'явилася інформація про те, що нанотрубка має структуру, подібну до азбесту, і становить загрозу поширення легеневих захворювань. Небезпека ще в тому, що вона невидима і це становить ще більшу небезпеку для людини. Діаметр нанотрубки становить кілька нанометрів і вона не може бути виявлена навіть використовуючи металошукач чи хімічний "ніс". Зокрема, низка експериментів, які виконали науковці NASA США свідчить про те, що нанотрубки спричиняють запалення легенів в осіб, які контактують з ними. Це змушує задуматися. На початку, коли тільки почалися дослідження радіоактивних речовин, також не було застережень щодо безпечності роботи з ними.

Необхідно знати, що нанотехнології - це робота на молекулярному чи атомарному рівнях, яка пов'язана зі самозбиральними процесами. На сьогодні за допомогою маніпуляції атомами можна створювати будь-які конструкції - від наноструктурованих плівок до комп'ютерних збірок та нанороботів. Оскільки за допомогою наноманіпуляторів чи нанопінцетів ми можемо вихоплювати окремі атоми з будь-якого матеріалу, розміщати їх на відповідних підкладках та створювати на їхній основі, наприклад, нанороботи, які, свою чергою, без найменших втрат за кілька годин зберуть телевізор чи комп'ютер. Робота на атомарному рівні - це самозбиральний процес, але здатність самозбірки до самореплікації приховує в собі загрозу так званої "сірої маси": міріади нано збірок продукують незліченну кількість своїх копій, спустошуючий при цьому землю. Чи це має сенс? Чи потрібні нам такі нанороботи? 1987 року американський вченого Ерік Дрекслер висунув теорію „сірого слизу”. За його прогнозом у майбутньому з’являться нанороботи завбільшки з бактерію, здатні самостійно компонувати молекули в певних комбінаціях. Вихід таких систем з ладу - катастрофа. Самовідтворюючі роботи в разі програмного збою почнуть продукувати нові й нові організми, беручи за матеріал всю доступну біомасу. Внаслідок нано хаосу планету вкриє однорідний шар

легких елементів.

Голландські дослідники відзначились досягненнями в пошуку потенційного палива майбутнього. Вчені з університету міста Неймегена, що на сході країни, відповідаючи на питання, як зробити ракетне паливо, що відповідає високою екологічністю і низькими витратами, дійшли висновку, що це можна реалізувати

за допомогою молекулярного взаємодії. В якості вихідного

матеріалу для виготовлення ракетного палива можна використовувати сміття. Новітнє ракетне паливо в результаті молекулярного механізму. В основі відкриття - бактерії, які можуть окислювати амоній без використання кисню. В результаті окислення виходить новітнє ракетне паливо під назвою гідразин. Однак, бактерії з такими властивостями були відомі ще двадцять років тому - на початку 1990 року, тому застосування гідразину не

обмежується паливної сферою. Чому ж результати цього відкриття не стали використовувати вже в дев'яностих? Вся справа в тому, що бактерії без штучного стимулювання дають мізерно - малу частину гідразину для використання його як палива. Хоча відкриттям і зацікавилися фахівці з НАСА, неможливість каталізації окиснення амонію тимчасово поставила хрест на практичному використанні результатів досліджень. На той момент схема взаємодії Батерія була слабо вивченою. Дослідники з Нідерландів заповнили цю прогалину, вивчивши і описавши процес виробництва палива в результаті молекулярного механізму. Завдяки новітнім методам в результаті експерименту вчені виявили білковий комплекс, який дозволяє виділяти гідразин. У майбутньому дослідники намагатимуться зробити виготовлення ракетного палива більш ефективним. Окиснення амонію без участі кисню використовується також і в водоочисних технологіях: це можливо завдяки енергоефективності в руйнуванні аміаку. Відкриття голландських учених можна буде застосувати не тільки для виробництва ракетного палива, а ще й для створення екологічних технологій: хімічне очищення відходів життєдіяльності без використання людини без використання механічного насоса. 

Нова технологія для ефективного отримання біопалива з водоростей розробляється в Університеті штату Айова (США). Новизна цієї технології полягає в поглинанні вільних жирних кислот з живих клітин водоростей наночастинками без заподіяння рослинам

відчутної шкоди.

У новітній розробці вчених, отримані за допомогою наночастинок жирні кислоти водоростей перетворюються, за участю нетоксичного каталізатора T300, безпосередньо в біопаливо.

Ця нова технологія дозволяє збільшити ефективність отримання біопалива при мінімальному рівні забруднення навколишнього середовища побічними продуктами

виробництва.

 

Експеримент CLOUD дозволив встановити, що космічні

промені впливають на формування аерозолів і, як наслідок, хмарного покриву. Про це повідомляється в прес-релізі CERN, що надійшов до редакції « Стрічки.Ру». Фізики з

CERN довели вплив космічних променів на клімат. Відповідно до сучасних уявлень, одним з факторів, що

впливають на глобальну температуру на планеті, є аерозолі - повітряні суспензії мікроскопічних частинок. Нагріваючись або охолоджуючись, такі частинки впливають на температуру атмосфери. Крім цього, вони можуть служити « основою» для формування хмар, які також здатні впливати на клімат, наприклад, відображаючи падаюче на Землю сонячне світло. У рамках експерименту дослідники моделювали земну атмосферу на різних висотах. Для цього в металевий бак містився чисте повітря, пар і деяку кількість домішок, якій має бути присутнім на даній висоті. Зразок при відповідному тиску і температурі опромінювали потоком протонів, який виконував роль космічних променів.

Вважається, що іони цих променів служать в деякому сенсі « клеєм », який дозволяє формуватися аерозольним часткам. У результаті вченим вдалося встановити, що на висотах близько 5 кілометрів і вище, де температура нижче - 25 градусів за Цельсієм, ключову роль в утворенні аерозолів грає сірчана кислота, вода і аміак. Як показав досвід, космічні промені здатні збільшувати виробництво аерозолів у десять разів. Крім цього, вченим вдалося зробити несподіване відкриття. Так, виявилося, що на висоті порядку кілометра домішки, які традиційно вважаються головним джерелом формування аерозолів, навіть при впливі космічних променів не виробляють достатню кількість аерозолів, причому розбіжність у деяких випадках може досягати трьох порядків. За словами вчених, це означає, що на висоті близько кілометра діє поки невідомий механізм формування аерозолів. Цілком імовірно, що цей механізм є наслідком людського впливу на навколишнє середовище. Вивчення нового механізму стане пріоритетним завданням експерименту CLOUD, який розпочав свою роботу в 2009 році, на найближчі роки. Європейська організація з ядерних досліджень (CERN ) відома в першу чергу як організація, що управляє Великим адронним колайдером - найбільшим у світі прискорювачем елементарних частинок.

З аналізу проблеми, пов'язаної з розвитком нанотехнологій, можна зробити висновок, що люди повинні бути обізнані з нанотехнологіями і тими проблемами, які до них належать. Але час покаже. Те, що це наука ХХІ ст., наука, яка є міждисциплінарною і вимагає зусиль вчених з багатьох галузей науки і також екологів. Якщо знати проблеми, то завжди можна знайти протидію. Але з погляду користі - це надшвидкодіючі інформаційні, енергозберігаючі технології, це здоров'я і продовження життя людини, це екологічно чисте середовище існування людини. Це технологія ХХІ ст.

3.4. Нанотехнології в інших сферах життя людини. Одяг

Нанотехнології стають доступними не тільки

космонавтам і професійним спортсменам. Звичайна бавовняна або шовкова тканина, в яку додані заряджені іони металу,

відштовхує пил, не промокає, вбиває мікроби, відлякує комах.

Господарство

Поверхні         (скло, метал,            фаянс і           т.д.),   оброблені наноплівкою, ефективно захищені від дії зовнішнього середовища строком від декількох місяців до декількох років (при прибиранні потрібні менш агресивні миючі засоби, багато поверхонь можна чистити тільки водою). Біти і тенісні ракетки, виконані з нанотрубок, мають максимальний рівень потужності і мінімальну вагу.

                                                                                 Матрац,     оброблений     складом     Nano-Tex,    дозволяє

відштовхувати рідину, бруд і сторонні запахи. При цьому тканина не міняє своїх характеристик.

Завдяки наночасткам, фарба Behr NanoGuard Paint стає надстійкою до подряпин і стирання, що неможливе для звичайної акрилової фарби на латексній основі. Добавка Nano Guard також робить фарбу стійкою до вологи і грязі і перешкоджає утворенню цвілі.

Фотокаталітичне скло або покриття, що самоочищається, для скла дозволить більше ніколи не мити лобове скло машини.

І нарешті, те, що вже щільно увійшло до нашого побуту: кондиціонери, пральні машини, холодильники, очищувачі повітря, в яких використана універсальна технологія, заснована на використанні наночастинок срібло, яке є сильними антисептиками.

Наноїжа

Останні роки світові гіганти харчової промисловості використовували в своєму виробництві різні наукові інновації. Дослідження по використанню нанотехнології в цій галузі продовжуються, і навіть введений термін для продуктів такого виробництва: «наноїжа». Він означає, що в технології будуть використані вкраплення наночасток, здатних послужити появі зовсім фантастичних товарів.

Нанотехнології також можуть надати харчовикам унікальні можливості по контролю

якості і безпеки продуктів в процесі виробництва. Йдеться про діагностику із застосуванням різних наносенсоров, здатних швидко і надійно виявляти в продуктах наявність забруднень або несприятливих агентів. Ще одне неоране поле нанотехнології - це розробка методів транспортування і зберігання продуктів, адже упаковка - не менш важливий чинник сучасної

харчової продукції, чим її зміст. 

Серед     подальших     перспектив     застосування     нанотехнологій     з'являються    проекти

виготовлення уніфікованих інтерактивних напоїв і їжі: купуючи таку продукцію споживач за допомогою нескладних маніпуляцій може змінювати колір, запах і навіть смак продукту.

Висновок

З усього вищесказаного, можна зробити такі підсумки:

1.      Нанотехнології - символ майбутнього, найважливіша галузь, без якої неможливий

подальший розвиток цивілізації.

2.      Можливості використання нанотехнологій практично невичерпні – починаючи від мікроскопічних комп’ютерів, які вбивають ракові клітини, і закінчуючи автомобільними двигунами, які не засмічують навколишнє середовище.

3.      Нанотехнології на сьогоднішній день знаходяться в дитячому віці, приховуючи в собі великий потенціал. В подальшому вченим належить розширити безліч запитань, пов’язаних з нанонаукою, і осягнути її найглибші таємниці. Але, незважаючи на це, нанотехнології вже надають дуже серйозний вплив на життя сучасного людства.

4.      Великі перспективи несуть в собі і великі небезпеки. В цьому відношенні людина повинна з

максимальною обережністю віднестися до небувалим можливостям нанотехнологій,

направляючи свої дослідження на мирні цілі. В протилежному випадку вона може поставити під удар своє особисте існування.

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури

Киреев В. Нанотехнологии:история возникновения и развития // Наноиндустрия. – 2008. –

№ 2. – С. 2-10. 

Проценко І.Ю., Шумакова Н.І. Основи матеріалознавства наноелектроніки: Навчальний

посібник.  –  Суми: Вид-во СумДУ, 2004. – 108с.  http://www.r0b.biz/?p=3#more-3 - Батарейка из нановолокон будет работать в 10 раз дольше.  http://www.r0b.biz/?p=13 - Солнечная батарея работает и ночью.  http://nano-technology.org/novoe/nanochastitsyi-i-novyie-svoystva-izvestnyih-materialov.html Наночастицы и новые свойства известных материалов. 

 М.В. Алфимов. Научно-технический журнал « Российские нанотехнологии», том 5, №9-10

2010г.

Научно-информационный портал по нанотехнологиям, ​http://nano-info.ru/post/532

«Наносистеми, наноматеріали,нанотехнології.Збірник наукових праць.» 2003 р. А.Г. Білоус,

І.В. Блонський, П.П. Горбик, В.Ю. Данильченко, В.Г. Іванченко, В.П. Кладько, Ю.М. Коваль Вікіпедія — вільна енциклопедія.

http://www.botik.ru/ICCC/NewPage/ICCCpageRus/Projects/2008/3session/HTML/nano/history.html http://www.botik.ru/ICCC/NewPage/ICCCpageRus/Projects/2008/3session/HTML/nano/use.html

http://nanodigest.ru/content/view/574/49/

 ​http://nanodigest.ru/content/view/573/50/

 ​http://nanodigest.ru/content/view/591/51/

 ​http://www.nanometer.ru/2006/11/17/5819225.html

 ​http://www.74rif.ru/nano-tech.html http://www.nanonewsnet.ru/articles/2010/nanomeditsina-protiv-raka-chto-takoe-nanodostavka-lekarstv http://www.nanorf.ru/science.aspx?cat_id=394&d_no=2989 http://www.membrana.ru/themes/nanotech/