Показатели эффективности новой техники и технологии (стр. 5 из 6)

3.2 достижения нонотехнологий.

Жидкая броня" защитит лучше кевлара?

На вооружении США вскоре может появиться обмундирование нового типа, которое по своим защитным свойствам и эргономическим характеристикам превосходит современные кевларовые аналоги.
Эффект сверхзащиты достигается благодаря специальному пакету из кевлара, наполненному раствором сверхтвердых наночастиц в неиспаряющейся жидкости. Как только происходит механическое давление высокой энергии на кевларовую оболочку, наночастицы собираются в кластеры, изменяя при этом структуру раствора жидкости, который превращается в твердый композит. Этот фазовый переход происходит менее чем за миллисекунду, что и позволяет защитить солдат не только от ножевого удара, но и от пули или осколка.

И недавно американский холдинг-производитель солдатского обмундирования и бронежилетов U. S. Armor Holdings лицензировал технологию <жидкого бронежилета> и планирует начать его массовое производство в конце этого года.

Нанотрубки в регенерации тканей мозга и сердечной мышцы

Одним из наиболее интересных достижений ученых в области наномедицины оказалась технология восстановления поврежденной нервной такни с помощью углеродных нанотрубок.

Как показали эксперименты, после имплантирования в поврежденные участки мозга специальных матриц из нанотрубок в растворе стволовых клеток уже через восемь недель ученые обнаружили восстановление нервной ткани.
Однако при использовании нанотрубок либо стволовых клеток отдельно аналогичного результата не было. По мнению ученых, это открытие позволит помочь людям, страдающим болезнью Альцгеймера и Паркинсона.
Наноструктуры также могут помочь в восстановительной терапии после острых сердечных заболеваний. Так, наночастицы, введенные в кровеносные сосуды мышей, помогли восстановить сердечно-сосудистую деятельность после инфаркта миокарда. Принцип метода состоит в том, что самособирающиеся полимерные наночастицы помогают <запустить> естественные механизмы восстановления сосудов.

Наноалмазы - новое слово наномедицины

Как сообщает издание “Нано Дайджест”, новые наночастицы, названные учеными наноалмазами, могут использоваться для эффективной транспортировки здоровых генов в больные клетки организма. Наноалмазы менее токсичны для организма, чем углеродные нанотрубки и полностью биосовместимы. По мнению ученых, их открытие может стать одним из перспективных методов борьбы с тяжелыми заболеваниями, включая рак.

В современной медицине чаще всего применяется метод транспортировки генов с помощью вирусов, которые в ходе эволюции выработали очень эффективные механизмы проникновения в клетку. Обратной же стороной данного метода является возможность развития раковых процессов или даже смерти клетки.

Еще один метод доставки основан на применении полимерных оболочек, менее опасных, но и гораздо хуже проникающих в клетки. По мнению исследователей, решить проблему транспортировки генов помогут наноалмазы, которые легко дисперсируют в воде и так же легко проникают в клетки, не вызывают внутри нее раздражений. Сейчас команда ученых занимается разработкой многофункциональных наноалмазов, которые могут использоваться для отображения и последующей доставки препарата.

Нанотехнологии спасут мировую культуру

Если до сих пор приходилось проводить сложнейшие операции, чтобы удалить пыль и грязь со старинных полотен, то теперь произведения мастеров будут очищаться без вреда для искусства. Революционный метод разработан на основе нанотехнологий, которые сегодня находят применение в самых неожиданных областях.
Хотя нанотехнологии начали развиваться сравнительно давно, до последнего времени они оставались в тени, словно набирая силу, чтобы во весь голос заявить о себе. Сегодня новая отрасль вызывает повышенный интерес общества.
Нанотехнология оперирует мельчайшими частицами, размеры, которых не превышает тысячи нанометров (десять в девятой степени метров). Сложно предсказать все возможности, которые предоставит нам новая технология – эффективные лекарства, уникальные материалы, миниатюрные устройства и, как выясняется, это ещё не предел.
Химик Пьеро Баглиони из университета Флоренции разработал новый метод очистки произведений искусства. До настоящего времени даже самые чувствительные современные методы очистки сопровождались многочисленными проблемами — теперь все они будут устранены. Для этого необходимы губка, специальный гель и, как ни странно, магнит.
Много ныне существующих методов приводят к медленной порче картин. Удаляя пятна, музейщики, несмотря на все старания, часто оставляют частицы чистящих средств на картине.
Пьеро Баглиони утверждает, что нашел путь для решения этих проблем, получив чистящий гель, который может быть удален при помощи магнита. «Наша разработка заменит старый метод», - уверен Баглиони.
Гель состоит, главным образом, из полимера (полиэтиленгликоль и акриламид) пропитанного наночастицами железа. В ходе работ картину чистят с помощью специальных моющих веществ, затем место загрязнения покрывают новым гелем, который впитывает все остатки чистящего вещества с поверхности картины.
Последний этап заключается в воздействии на гель, который легко удаляется с поверхности картины при помощи обычного магнита, не разрушая произведение искусства. Таким образом, нанотехнологии позволят сохранить культурное наследие для наших потомков.

Микроорганизмы могут производить нанотехнологии

Разве не можем мы хоть один день прожить так, чтобы не слышать ничего о бактериях и вирусах? Возможно, нет, но мы хотим слышать приятные новости. Наше использование термина “микроскопические” едва ли прекратится, и его применение при разговоре о нанотехнологиях, это просто еще один пример.

В 2004 году исследователи из Техасского университета в остине попытались использовать когда-то популярную бактерию E. coli для создания нанокристаллов-сверхпроводников, которые, возможно, могут в скором времени появиться в будущем в новом поколении компьютеров – оптических ПК.

Крошечные оптические компьютеры будущего могут использовать для обработки данных оптические сигналы вместо электронных, а нанокристаллы-сверхпроводники, созданные бактериями, будут выступать в роли светодиодов (LEDS), необходимых для управления оптическими сигналами.

Вирусы также можно получать в нанотехнологических лабораториях. В 2006 году ученые Массачусетского технологического института занялись проблемой получения маленьких бактериальных вирусов или бактериофагов (вирусы, которые могут заражать бактерии) для создания нанопроводов, которые можно применять в ионнолитиевых нанобатареях.

Некоторые наноматериалы могут строиться самостоятельно

Приведенный ниже пример использования нанотехнологий является, возможно, одним из самых впечатляющих демонстраций потенциала нанотехнологии. При определенных условиях молекулы могут расти и в процессе этого способны приобретать различные конфигурации (в зависимости от их заряда и прочих природных свойств молекулярной химии).

Этот простой процесс позволяет поверить в то, что самособирающиеся микрокомпьютеры – это уже не научная фантастика.

Примеры сложных самообразований довольно распространены. Группа шведских исследователей буквально вырастила нанопровода, построив сложное нанодерево, которое они планируют оснастить солнечными “листьями” и получить своеобразную солнечную нанобатарею.

Кроме упрощения изготовления, реальным преимуществом “растущих” наноматериалов является то, что они сохраняют однородность и не поддаются влиянию неоднородностей, которые могут возникнуть при нормальном процессе изготовления.

Потенциальным камнем преткновения может стать беспокойство тех, кто боится, что процесс самосборки может стать неконтролируемым, что приведет человечество к тому, как это показано в трилогии “Терминатор”.

3.3 перспективы нанотехнологий

1. Медицина. Создание молекулярных роботов-врачей, которые "жили" бы внутри человеческого организма, устраняя или предотвращая все возникающие повреждения, включая генетические.
Срок реализации - первая половина XXI века.

2. Геронтология. Достижение личного бессмертия людей за счет внедрения в организм молекулярных роботов, предотвращающих старение клеток, а также перестройки и улучшения тканей человеческого организма. Оживление и излечение тех безнадежно больных людей, которые были заморожены в настоящее время методами крионики.
Срок реализации: третья - четвертая четверти XXI века.
3. Промышленность. Замена традиционных методов производства сборкой молекулярными роботами предметов потребления непосредственно из атомов и молекул.
Срок реализации - начало XXI века.

4. Сельское хозяйство. Замена природных производителей пищи (растений и животных) аналогичными функционально комплексами из молекулярных роботов.
Они будут воспроизводить те же химические процессы, что происходят в живом организме, однако более коротким и эффективным путем. Например, из цепочки
"почва - углекислый газ - фотосинтез - трава - корова - молоко" будут удалены все лишние звенья. Останется "почва - углекислый газ - молоко
(творог, масло, мясо)". Такое "сельское хозяйство" не будет зависеть от погодных условий и не будет нуждаться в тяжелом физическом труде. А производительности его хватит, чтобы решить продовольственную проблему раз и навсегда.