Презентація "Наноматеріали"

Наноматеріали

«Нано» - це багато чи мало? У разі потреби замість метра ми користуємось кілометром, і всі розуміють,що префікс кіло означає «помножений на тисячу». Так само міліметр означає, як метр «поділений на тисячу». Префікс нано означає «поділити на один мільярд» Один нанометр (від грецького – карлик) дорівнює одній мільярдній частці метра.

Коротка історична довідка. Батьком нанотехнології можна вважати грецького філософа Демокріта. Він перший використав слово “атом” для опису найменшої частинки речовини

Коротка історична довідка У 1959 р. нобелівський лауреат Р. Фейман у своєму виступі висунув гіпотезу, що в майбутньому, навчившись маніпулювати окремими атомами, людство зможе синтезувати все, що завгодно. Термін «нанотехнологія» був уведений у науковий обіг лише у 1974 році. Це зробив японській фізик Норіо Танігучі, який працював у Токійському університеті. У 1981 р. з'явився перший інструмент для маніпуляції атомами – тунельний мікроскоп, за допомогою якого можна не лише “бачити” окремі атоми, а й піднімати та переміщати їх.

Після відкриття наносвіту вчені виявили, що молекули можуть дуже сильно відрізнятися одна від одної. Одні молекули являють собою довгі нитки (молекула білка) , другі – закручені спіралі (ДНК), треті є згорнутими у клубок, що нагадує футбольний м’яч (фулерена).

Наноматеріали Фулерени - молекулярні сполуки і являють собою опуклі замкнуті багатогранникі,що складаються з атомів Карбону. Своєю назвою ці сполуки зобов’язані американському інженерові Ричарду Фуллеру. Можливість існування фулеренів була передбачена ще в 1971р. в Японії й теоретично обґрунтована в 1973 р. в Росії. Єдиним способом одержання фулеренів є їхній штучний синтез.

Наноматеріали Графен – це нова форма вуглецю. Графен являє собою модифікацію вуглецю, шар атомів карбону завтовшки в один атом. Уперше цю речовину отримали у 2004 р. Графен має виняткові властивості, він наділений надзвичайною міцністю. Він є ідеальним для виробництва мікросхем. Графен являє собою окремий плоский лист, який складається з атомів Карбону, що пов’язані між собою й утворюють гратку, кожна комірка якої нагадує бджолиний стільник.

Наноматеріали Вуглецеві нанотрубки - були відкриті близько 10 років тому. Вуглецеву нанотрубку легко собі уявити, якщо вдати, що ви згортаєте в трубку один із молекулярних шарів графіту – графен. Звісно нанотрубки ніхто не виготовляє, вони утворюються самі. Нова молекулярна форма вуглецю відкрила цілу серію нових і несподіваних фізичних, механічних і хімічних властивостей. Ці унікальні властивості зробили нанотрубки ключовим елементом нанотехнологій.

Галузі нанотехнологій Наноелектроніка Наномеханіка Спінтроніка Нанооптика. Наносенсорика Нанобіологія Наномедицина

Наноелектроніка Наноелектроніка — галузь науки і техніки, що займається створенням, дослідженням та застосуванням електронних приладів з нанометровими розмірами елементів, в основі функціонування яких лежать квантові ефекти.

Наномеханіка Наномеханіка (наноробототехніка) – галузь техніки, що займається створенням нанороботів, здатних виконувати певні медичні операції в тілі пацієнта (нанокатетери, які дозволяють ефективно здійснювати діагностику й терапію в кровоносних судинах і кишковому тракті, а також дозувальні і розподільні нанопристрої, що забезпечують доставку ліків, потрібних пацієнтам). Крім того, малі розміри мікрокомпонентів роблять їх ідеальними для маніпулювання біологічними зразками на мікроскопічному рівні.

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

Наносенсорика Наносенсорика – галузь науки про сенсорні наносистеми, дія яких грунтується на селективному сприйнятті сигналів різної природи: біологічних, хімічних, температурних і т. п., та їх перетворенні в електричні (біонаносенсори, які можуть не лише відстежувати стан організму, але й автоматично виконувати деякі необхідні дії).

Нанобіологія Нанобіологія – галузь біології, присвячена вивченню структурних, біологічних, біофізичних процесів у природних біологічних структурах або їх нанобіологічних аналогах. Пізнання на цій основі діючих наномоделей біологічних структур сьогодні становлять основу нанобіології. Досягнення науки нанобіології складає основу розвитку таких напрямків нанонауки, як біоорганічна нанохімія, нанофармація, наносенсорика, наномедицина тощо.

Наномедицина Наномедици́на — це медичне застосування нанотехнологій. Як галузь медицини, наномедицина охоплює діагностику, лікування та профілактику хвороб, тільки все це виконується молекулярними інструментами. Наномедицина – наука, що швидко розвивається; її основною метою є розробка і впровадження нанотехнологій в клінічну медицину. Нейрохірургія є однією з найпрогресивніших медичних дисциплін, отже, досягнення наномедицини будуть широко застосовувати в цій галузі в найближчому майбутньому. Лікування таких складних захворювань, як пухлини, інсульт, травма та її наслідки, нейродегенеративні хвороби, не завжди ефективне. Нанотехнології створюють нові можливості щодо вирішення цих проблем.