Нанотехнологии будущего: научные основы, области применения и ключевые проблемы

Тип работы: Материал
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 6 страниц
В избранное:

Таразский региональный университет имени М. Х. Дулати

Институт «Ұстаз»

Кафедра «Русский язык и литература»

СРС№3

Тема: Реферирование учебно-научного текста.

Выполнила: Амангали Кадиша

Группа: ХБ-21-1

Приняла: Омарова Айгуль Орынбековна

Тараз 2022г.

Самостоятельная работа № 3. Реферирование учебно-научного текста.

Нанотехнологии будущего

Нанотехнологии - междисциплинарная область фундаментальной науки и техники с составом дел, практическими методами исследования, анализа и синтеза, производством и использованием продукции, поставляемой путем контролируемой манипуляции отдельными атомами и молекулами.

Нанонаука основывается на исследовании, создании и модификации объектов, содержащих компоненты размером менее 100 нм в одном измерении, что приводит к новым качествам. Отрасль знаний относительно молода и не ста лет. Первым ученым, использующим измерения в нанометрах, считается швейцарский физик Альберт Эйнштейн, который в 1905 году опубликовал работу, доказал, что размер молекулы сахара составляет 1 нанометра (10-9 м) . Идею создания специальных приборов, способных проникать в глубины материи до пределов наномира, выдвинул выдающийся американский электротехник и изобретатель, физик и философ сербского происхождения Никола Тесла. Это предсказал создание электронного микроскопа. В современном мире нанотехнологии относятся к инженерным наукам, химии, физике, биологии, генетике. Он играет важную роль в развитии.

Нанотехнологии являются инновационными и добиваются больших успехов в развитии научно-технической революции. Развитие нанотехнологий представляет большие перспективы для разработки новых инновационных материалов, развития биотехнологий, улучшения коммуникаций, развития энергетики, здравоохранения и вооружения. Квантовая природа нанотехнологических процессов делает очень интенсивными с точки зрения науки и способствует развитию прикладных областей, как наномашины, нанокосмонавики, наномеханика, создание и развитие отрасли, как производство наноматериалов.

Нанотехнологии позволяют контролировать размер частиц и, улучшать свойства материалов. Миниатюризация структур приводит к созданию новых объектов, как нанотрубки, углеродные нанометры, тонкие пленки, квантовые проводники и матричные элементы, лазерные генераторы с уникальными свойствами.

На сегодняшний день проблема нанотехнологий заключается в том, что исследователи ничего не знают о основных моделях поведения отдельных частиц, структур и систем в нанометровой области. Наночастицы малы и велики одновременно (для квантовомеханических вычислений. Которые близки друг к другу в наноразмерном пространстве) . Исследователи не могут точно моделировать поведение наночастиц. Потому что свойства меняются во времени и пространстве, количество частиц, объединенных в наносистемы, недостаточно велико, чтобы рассматривать системы как статистические сообщества.

Для реального прогресса в производстве наноструктурированных материалов и нанокомпонентов необходимо будет углубить основные понятия поведения наночастиц и разработать надежные методы расчета свойств. Единственной проблемой, стоящей на пути развития нанотехнологий сегодня, является слишком масштаб сборки. Перемещение отдельных молекулпроизводится с помощью зондов, управляемых компьютером, который, в очередь, управляется человеком. Процедура сборки наноустройств имеетограниченный диапазон и не автоматизирована на наноуровне

Ученые, достигшие высоких результатов в области нанотехнологий, сделали обязательными два изобретения конца прошлого века. В 1981 году физики Герд Бинниг и Генрих Рорер из исследовательской лаборатории IBM создали сканирующий туннельный микроскоп, который позволяет видеть отдельные атомы. Он модернизирован Гердом Биннингом в 1986 году, что позволило ему наблюдать. Но и манипулировать атомами. Оба ученых удостоены Нобелевской премии за революционную работу. В 1990 году я увидел состояние современников двух исследователей.

Нанотехнологии могут оказать большую помощь в решении из проблем.

За последние 20 лет выявлено не менее 30 инфекционных заболеваний, уровень смертности в мире составил 30%. Еще одним древним применением нанотехнологий в косметологии стал факт, что красители, используемые австралийскими аборигенами для нанесения легких военных красок, краски для волос древнегреческих красавиц. Также содержали наночастицы. Которые давали длительный и стойкий цветовой эффект.

Нанотехнологии в сельском хозяйстве успешно использованы для оптической расшифровки белково-липид-витаминно-хлорофиллового комплекса в растениеводстве и создания биосовместимых материалов; для перестройки, рафинирования и восстановления тканей; для создания искусственных тканей и сенсоров (молекулярно-клеточной организации), не отвергаемых организмом в животноводстве; для снижения вредного воздействия автотранспорта и тракторного парка на природную среду.

Применение нанотехнологий в космической технике является одним из наиболее важных и перспективных направлений.

Стали создаваться спутники и наноприборы до 20 килограмм.

Создана система микроспутников, она менее уязвима при попытках ее уничтожения ( См. приложение А) . Одно дело сбить на орбите махину массой в несколько сот килограммов, а то и тонн, сразу выведя из строя всю космическую связь или разведку, и другое - когда на орбите находится целый рой микроспутников. Вывод из строя одного из них в этом случае не нарушит работу системы в целом. Соответственно могут быть снижены требования к надежности работы каждого спутника.

Нанотехнология позволит производить мощные взрывчатые вещества. Размер взрывчатки можно уменьшить в десятки раз. Атака управляемых снарядов с нановзрывчаткой на заводы по регенерации ядерного топлива может лишить страну физической возможности производства оружейного плутония. Внедрение малогабаритных роботизированных устройств в электронную технику может нарушать работу электрических контуров и механики при помощи. Сбой работы центров управления и командных пунктов невозможно предотвратить если не изолировать наноустройства. Роботы для разборки материалов на уровне атомов, станут мощным оружием превращающим в пыль броню танков, бетонные конструкции дотов, корпуса ядерных реакторов и тела солдат. Но это пока лишь перспектива для развитой формы нанотехнологии. А пока исследования ведутся в области нейронных технологий, развитие которых приведет к появлению боевых наноустройств, осуществляющих шпионаж, либо перехват контроля над функциями человеческого организма, используя подключение с помощью наноустройств к нервной системе. В лабораториях NASA уже созданы действующие образцы оборудования для перехвата внутренней речи. Фотонные компоненты на наноструктурах, способные получать и обрабатывать огромные массивы информации, станут основой систем космического мониторинга, наземного наблюдения и шпионажа. С помощью наноустройств внедрённых в мозг возможно получение "искусственного" (технического) зрения с расширенным спектром восприятия, по сравнению с биологическим зрением. Система подавления боли у солдат, вживляемая в тело и мозг, разрабатываются нейрочипы.

Нанотехнология открывает большие перспективы при разработке новых материалов, совершенствовании связи, развитии биотехнологии, микроэлектроники, энергетики и вооружений. Среди наиболее вероятных научных прорывов эксперты называют увеличение производительности компьютеров, восстановление человеческих органов с использованием вновь воссозданной ткани, получение новых материалов напрямую из заданных атомов и молекул и появление новых открытий в химии и физике, способных оказать революционное воздействие на развитие цивилизации.

В заключение можно сказать, что большое значение имеет применение нанотехнологий для очистки и обеззараживания воды. Внедрение мембранных систем очистки и специальных биоцидных покрытий и материалов на основе серебра позволяет упростить содержание сельскохозяйственных животных и повысить их качество за счет обеспечения их высококачественной питьевой водой.

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.