Применение нанотехнологий.

Такое модное слово «Нанотехнологии». Оно все чаще произносится с экранов телевизоров, встречается в Интернете, даже ребенок, вернувшись со школы, может расспрашивать о нанотехнологиях.

И вместе с тем, эта интереснейшая область науки остается загадкой для большинства людей. Поэтому эта статья интересно и непринужденно расскажет о нанотехнологиях. 

Так вот, приставка «нано-» означает, что речь идет об очень маленьких объектах, а именно об объектах размеры которых порядка одной миллиардной доли метра. К таким маленьким объектам человечество «добралось» совсем недавно, примерно 50 лет назад. В то время, выдающийся американский физик Ричард Фейман, выступает с докладом в Калифорнийском технологическом институте. За поэтически красивым названием доклада «Там внизу много места», скрывается начало начал нанотехнологии. Доклад был написан не на строго математическом языке с описанием физических процессов, это была скорее философская работа. И суть ее была в следующем. Мы, люди, достигли многого в науке и технике. Если нам нужен какой-то прибор, ну скажем кофеварка, то мы выплавляем, разрезаем, привинчиваем, шлифуем, наматываем и делаем еще много различных процедур. В конце концов, мы и получаем кофеварку. А если мы такие умные, то почему бы нам не взять и не собрать эту же кофеварку по атомам, без каких либо иных процедур. Вот взять все необходимые вещества, разложить их на атомы, и собрать кофеварку. В этом и заключается основная идея нанотехнологии: из отдельных атомов собрать заданную структуру, будь эта структура особой молекулой или башенным краном. Но на данный момент нанотехногии находятся лишь на начальном этапе своего развития. Поэтому пока о поатомной сборке кофеварки можно только мечтать. И все же, уже сегодня в нанотехнологиях есть серьезные разработки, которые в будущем изменят наш мир. И вот некоторые из них. 

Энергия является самым желаемым товаром для многих стран. Военные и политические конфликты, возникающие при перераспределении энергетических источников, не прекращаются. Нанотехнологии уже сделали первый шаг на пути к неисчерпаемому источнику энергии. Этим неисчерпаемым источником может стать вода. Ученые получили молекулярный кластер (определенная «конструкция из атомов»), который при реакции с молекулой воды, разделяет ее на атомы кислорода и водорода. Водород и является топливом, сгорая, он превращается снова в воду (пар). Таким образом, можно получить неисчерпаемый, экологически чистый источник энергии. Слабое звено данной технологии на современном этапе развития, это разрушение молекулярного кластера сразу после расщепления молекулы воды. Но ученые верят, что в недалеком будущем смогут получить очень устойчивые кластеры, которые смогут многократно (тысячи раз) расщеплять молекулы воды на водород и кислород. При таком развитии событий мировой энергетический кризис никогда не наступит.


Все люди слышали о компьютерах, большинство работает с ними каждый день, ни для кого не секрет, что новые компьютеры появляются слишком быстро, тогда как купленные пару лет назад – морально устаревают. Производители усовершенствуют компьютерную технику двумя способами: улучшают архитектуру, увеличивают количество элементов (транзисторов) микросхем. Причем второй способ является решающим в производительности компьютеров. Увеличивая количество элементов в микросхеме необходимо уменьшать их размеры, так в современном процессоре сотни миллионов транзисторов размером 32 нанометра (нм). Казалось бы, можно уменьшать размеры транзисторов, и все большее их количество «вставлять» в процессоры, и вычислительная мощность будет расти. Действительно это так, но есть одно большое «НО». Транзисторы состоят из p-n-переходов. Р-n-переходы обладают таким важнейшим свойством, как пропускать электрический ток в одном направлении, а в другом - не пропускать. Когда технологии позволят изготавливать транзисторы размером около 10 нанометров, тогда p-n-переход теряет свои свойства, и пропускает ток в обоих направлениях. Вот это и есть предел использования полупроводниковой технологии, который наступит через 10-20 лет. За это время ученым необходимо разработать принципиально новый метод конструирования микросхем. Нанотехнологии помогут решить данную проблему. Уже сейчас есть первые разработки транзисторов на нанотрубках, размеры которых пока остаются соизмеримы с современными полупроводниковыми транзисторами, но быстродействие в сотни раз лучше, чем у полупроводниковых. Развивая подобные технологии, производительность компьютеров можно вывести на совершенно новый уровень.

Рассказать обо всех направлениях развития нанотехнологий в данной статье невозможно. То, что Вы узнали, будет полезно для общего развития. А если Вы заинтересовались нанотехнологиями, тогда читайте научно-популярные книги по данной тематике. Их в последнее время выпускают достаточно.

Источник: http://progresiv.ru/archives/181