Реферат
Нанотехнології
План
1.Нанотехнології – революція майбутнього............................................3
2.Коротка історія нанотехнології..............................................................5
3.Позитивні та негативні сторони нанотехнологій.................................7
4.Аналіз нинішнього рівня розвитку нанотехнологій..........................9
Висновок...................................................................................................11
Список літератури....................................................................................13
1.Нанотехнології – революція майбутнього
Нанотехнології можуть привести світ до нової технологічної революції і цілком змінити не тільки економіку, але й навколишнє середовище.
Нанотехнології — це технології, що оперують величинами, порядку нанометра. Це мізерно мала величина, співмірна з розмірами атомів. На частку США нині припадає близько третини всіх світових інвестицій у нанотехнології. Інші провідні гравці на цьому полі — Європейський Союз (приблизно 15%) і Японія (20%). Дослідження в цій сфері активно ведуться також у країнах колишнього СССР, Австралії, Канаді, Китаї, Південній Кореї, Ізраїлю, Сінгапуру і Тайваню. Якщо в 2000 році сумарні витрати країн світу на подібні дослідження становили близько 800 млн. доларів, то в 2001 році вони збільшилися вдвічі. За прогнозами Національної Ініціативи в галузі нанотехнології США (National Nanotechnology Initiative), розвиток нанотехнологій через 10—15 років дозволить створити нову галузь економіки з обігом у 15 млрд. доларів і близько 2 млн. робочих місць.
Ряд нанотехнологій використовується на практиці — приміром, при виготовленні цифрових відеодисків (DVD). В галузі медицини можливе створення роботів-лікарів, здатних “жити” всередині людського організму, усуваючи всі виникаючі ушкодження, або запобігаючи їх виникненню. Теоретично нанотехнології здатні забезпечити людині фізичне безсмертя, за рахунок того, що наномедицина зможе нескінченно регенерувати клітини, що відмирають. За прогнозами журналу Scientific American вже в найближчому майбутньому з’являться медичні пристрої, розміром з поштову марку. Їх досить буде накласти на рану і цей пристрій самостійно проведе аналіз крові, визначить, які медикаменти необхідно використовувати і впорсне їх у кров.
Очікується, що вже 2025 року з’являться перші роботи, створені на основі нанотехнологій. Теоретично можливо, що вони зможуть конструювати з готових атомів будь-який предмет. Нанотехнології спроможні зробити революцію в сільському господарстві. Молекулярні роботи здатні будуть готувати їжу, замінивши сільськогосподарські рослини і тварин. Приміром, теоретично можливо виробляти молоко безпосередньо з трави, минаючи проміжну ланку — корову. Нанотехнології здатні також стабілізувати екологію планети. Нові види промисловості функціонуватимуть без відходів, що отруюють планету, а нанороботи зможуть знищувати наслідки старих забруднень. Неймовірні перспективи відкриваються також у галузі інформаційних технологій. Нанороботи здатні втілити в життя мрію фантастів про колонізацію інших планет — ці пристрої зможуть створити на них середовище, придатне для життя людини.
Нанотехнології мають блискуче військове майбутнє. Мілітарні дослідження у світі проводяться в шести основних сферах: технології створення і протидії “невидимості” (літаки-невидимки, створені на основі технології stealth), енергетичні ресурси, самовідновлюючі системи (вони, наприклад, дозволяють автоматично ремонтувати пошкоджену поверхню панцерника або літака), зв’язок, а також пристрої виявлення хімічних і біологічних забруднень. На військові нанодослідження в 2003 році США планують витратити 201 млн. доларів. Передбачається, що 2008 року будуть представлені перші бойові наномеханізми.
Виробники вже одержують перші замовлення на нанопристрої. Військове відомство США замовило компанії Friction Free Technologies розробити армійську форму майбутнього. Компанія, приміром, повинна виготовити шкарпетки з використанням нанотехнологій, які ліквідовуватимуть запах поту, але зберігатимуть ноги в теплі, а шкарпетки в сухості. Щоправда невідомо, чи потрібно буде прати такі шкарпетки, пише Washington ProFile.
Нанотехнологиії здатні виробити революцію в сільському господарстві. Молекулярні роботи здатні виробляти їжу, замінивши сільськогосподарські рослини і тварин. Наприклад, теоретично можливо виробляти молоко прямо з трави, минувши проміжну ланку — корову. Нанотехнології здатні також стабілізувати екологічну обстановку. Нові види промисловості не вироблятимуть відходів, що отруюють планету, а нанороботи зможуть знищувати наслідки старих забруднень.
Особливі надії на нанотехнології покладають фахівці у області електроніки і інформаційних технологій. У 1965 році було можливим умістити на одному чипі лише 30 транзисторів. У 1971 році — 2 тис. Нині один чіп містить близько 40 млн. транзисторів величиною 130—180 нанометрів, і з'явилися повідомлення, що вдалося створити транзистор розміром в 90 нанометрів. Цей процес зробив складну електронну і комп'ютерну техніку доступним для більшості споживачів: у 1968 році один транзистор коштував у США $1, нині за ці гроші можливо придбати 50 млн. транзисторів.
У 1965 році Гордон Мур, фахівець у сфері фізичної хімії, зробив знамените передбачення, яке було названо «Закон Мура». «Закон Мура» проголошує, що число транзисторів на чіпі буде можливо подвоювати кожні 18 місяців. На протязі декількох десятиріч цей прогноз доводив свою точність. Нині виробники комп'ютерних чіпів зіштовхнулись із складностями мініатюризації: аби ділом підтверджувати «Закон Мура», потрібно, щоб транзистор був величиною не більше 9 нанометрів. За прогнозом Міжнародного Консорціуму Напівпровідникових Компаній, цей рівень розвитку технології буде досягнуто до 2016 року.
2.Коротка історія нанотехнології
Батьком нанотехнології можна вважати грецького філософа Демокріта. Близько 400 р. до н. е. він уперше для опису найменшої частки речовини почав використовувати слово “атом”, що в перекладі з грецької означає “неподільний”.
1905 рік. Швейцарський фізик Альберт Айнштайн опублікував працю, в якій доводив, що величина молекули цукру становить приблизно 1 нанометр.
1931 рік. Німецькі фізики Макс Кнолл і Ернст Руска створили електронний мікроскоп, що вперше дозволив досліджувати наноб’єкти.
1959 рік. Американський фізик Ричард Фейнман уперше опублікував працю, у якій оцінювалися перспективи мініатюризації.
1968 рік. Альфред Чо і Джон Артур, співробітники наукового підрозділу американської компанії Bell, розробили теоретичні основи нанотехнології при обробці поверхонь.
1974 рік. Японський фізик Норіо Танігучі ввів у науковий обіг слово “нанотехнології” (від грецького слова “нанос”), яким запропонував називати механізми, розміром менші за один мікрон.
1981 рік. Німецькі фізики Герд Бінніг і Генріх Рорер створили мікроскоп, здатний показувати окремі атоми.
1985 рік. Американські фізики Роберт Керл, Гарольд Крото і Ричард Смайлі створили технологію, що дозволяє точно вимірювати предмети, діаметром в один нанометр.
1986 рік. Нанотехнологія стала відома широкому загалові. Американський футуролог Ерк Дрекслер опублікував книгу, в якій передбачав, що нанотехнологія незабаром почне активно розвиватися.
1989 рік. Дональд Ейглер, співробітник компанії IBM, виклав назву своєї фірми атомами ксенону.
1998 рік. Голландський фізик Сез Деккер створив транзистор на основі нанотехнологій.
1999 рік. Американські фізики Джеймс Тур і Марко Рід визначили, що окрема молекула здатна поводитися так само, як молекулярні ланцюжки.
2000 рік. Адміністрація США підтримала Національну ініціативу в галузі нанотехнології (National Nanotechnology Initiative). Нанотехнологічні дослідження одержали державне фінансування. Тоді з федерального бюджету було виділено 500 млн. доларів. У 2002 сума асигнувань була збільшена до 604 млн. доларів. Цього року в “Ініціативу” заплановано вкласти 710 млн. доларів.
3.Позитивні та негативні сторони нанотехнологій
Позитивні сторони: фізики з університету штату Джорджія розробили нанодвигун, який працює на хімічному пальному. Хіміки з універу Едінбурга створили ротаксан - молекулярну машину, яка дозволяє „обійти” другий закон термодинаміки. Спеціалісти з американський лабораторій Белла та з німецького інституту колоїдів Макса Планка розробили своєрідний „молекулярний м’яз”. Новітні технології обіцяють подолати нові й поки що невиліковні хвороби. Передбачається, що наночастинки використовуватимуться для доставки до потрібних органів корисних речовин та ліків.
За оцінками експертів, уже до 2010 року 50% медикаментів вироблятимуться за допомогою нанотехнологій.
Нестримно розвиваються наукові ідеї „наноїжі”. Нанотехнології надають харчовикам унікальні можливості з тотального моніторингу у реальному часі якості та безпеки продуктів.
Відвертого удару нанотехнології можуть завдати індустрії мийних засобів. Поява нових, стійких до забруднень та ушкоджень, матеріалів, зменшить потребу в них.
Нанотехнології дозволять наділити інтелектом найзвичніші предмети побуту.
Люди носитимуть одяг, який змінює колір, обмінюватимуться візитівками з нанесеною на них відеорекламою, передаватимуть свої емоції за допомогою імплантатів, що відображають настрій.
Жінки милуватимуться собою у комп’ютеризованих дзеркалах, котрі коригуватимуть зображення до ідеального, а на своїх нігтях матимуть манікюр із запрограмованим кольором та візерунками.
Світ майбутнього буде різнобарвним, насиченим життям.
Він перейде на наступний рівень, де багато сучасних проблем будуть розв’язані...
Негативні сторони: 1987 року американський вченого Ерік Деркслер 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 усю доступну біомасу. Внаслідок нанохаосу планету вкриє однорідний шар липких елементів.