Краткая история развития нанотехнологий

N+1Hi-Tech

Не блоху подковать

Краткая история развития нанотехнологий

Василий Сычев

Давным-давно, когда деревья были большими, а электронные вычислительные машины еще больше, человечество в большинстве своем не предполагало, что в не таком уж далеком будущем появятся очень компактные, но очень функциональные цифровые устройства. Иван Ефремов и другие фантасты того времени с легкостью представляли себе межгалактические полеты, но не могли вообразить дальней связи без громоздких радиостанций. Тем не менее, сегодня мы едва ли можем представить свою жизнь без смартфона в кармане, умных часов на руке и тонких телевизоров дома. Многое из этого стало возможно благодаря исследованиям в области нанотехнологий. Вместе с Уральским федеральным университетом (УрФУ) вспоминаем историю миниатюризации электроники и пытаемся представить, как выглядел бы мир без нанотехнологий.

Нанотехнологии и с чем их едят

Считается, что основоположником методов, которые впоследствии будут названы нанотехнологиями, в 1959 году стал Ричард Фейнман — американский ученый, один из создателей квантовой электродинамики. Он предположил, что должны существовать способы, позволяющие физически перемещать одиночные атомы и собирать из них программируемые машины, способные производить не только себе подобных, но и различные макровещи.

Ричард Фейнман. Public domain

Фейнман предполагал, что такие программируемые наномашины позволят выпускать различные устройства в больших количествах и гораздо дешевле, чем с использованием традиционных станков на заводах. Надо сказать, что идея Фейнмана пока в жизнь не воплощена, но сама возможность производства программируемых наномашин не опровергнута. Нанотехнологии вообще область молодая и неизведанная, но обещающая большие прорывы.

Например, до сих пор даже нет общепринятого на мировом уровне определения, что такое нанотехнологии. В США принято считать, что нанотехнологии — набор методов, которые позволяют в нанометровом масштабе использовать свойства объектов и материалов, отличающиеся от свойств свободных атомов и молекул, для производства новых материалов и приборов.

В России действует отдельный ГОСТ Р 55416-2013, согласно которому нанотехнологии представляют собой «совокупность технических методов, применяемых для изучения, проектирования и производства материалов, устройств и систем, включая целенаправленный контроль и управление строением, химическим составом и взаимодействием составляющих их отдельных элементов нанодиапазона», то есть в пространственном диапазоне от 1 до 100 нанометров.

«Суть нанотехнологий заключается в исследовании того, как меняются свойства материалов при переходе на наномасштаб — менее 100 нанометров. На таком масштабе возникают новые физические явления, проявляются новые свойства материалов, которые можно использовать в различных устройствах», — рассказывает Денис Аликин, заведующий лабораторией функциональных наноматериалов и наноустройств УРФУ.

Например, золото, само по себе являющееся химически инертным, может выступать катализатором, если из него сделать нанокольцо: с его помощью можно окислять монооксид углерода до диоксида углерода. Если в обычный аккумулятор добавить вместо привычного графита графен, то можно значительно улучшить свойства батареи — улучшить отвод тепла, проводимость электронов.

А если в бессвинцовый припой на основе олова и серебра добавить наночастицы оксида олова размером 40–60 нанометров, то температура его плавления снизится с порядка 300 градусов Цельсия до 200–220 градусов без потери основных свойств. Это означает, что при сборке электронных устройств можно использовать низкотемпературную пайку, а значит, отсутствует риск повреждения чувствительных к перегреву микросхем, например чипов памяти.

Подобных примеров можно привести множество — от способного передавать свет нанокремния до углеродных нанотрубок. При этом по мере развития нанотехнологий ученым приходится решать две фундаментальные проблемы: самоорганизацию наночастиц и образование агломератов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

10 способов освежить чувства в паре 10 способов освежить чувства в паре

Как вернуть чувствам былую яркость

Psychologies
10 продуктов, которые могут храниться годами 10 продуктов, которые могут храниться годами

Продукты-«долгожители», которые могут лежать в шкафу десятилетиями

ТехИнсайдер
Форты Форты

Как происходит грандиозная реставрация вокруг Кронштадта

Собака.ru
Яйца паразитов указали на плохую санитарную обстановку в средневековой Фанагории Яйца паразитов указали на плохую санитарную обстановку в средневековой Фанагории

Ученые изучили образцы грунта из системы водостока средневековой Фанагории

N+1
Я оптимист и знаю, что у меня всегда все получится | I’m an Optimist and I Know I’ll Always Succeed Я оптимист и знаю, что у меня всегда все получится | I’m an Optimist and I Know I’ll Always Succeed

Генеральный директор «Обсервер» — как создать модель понимания инвалидности

Позитивные изменения
Их же оружием: как ликвидировали хакерскую группировку вымогателей Hive Их же оружием: как ликвидировали хакерскую группировку вымогателей Hive

В области борьбы с киберпреступностью прорыв: как боролись с группировкой Hive

Forbes
Зимние забавы Зимние забавы

Лыжи, сноуборд и коньки помогут похудеть

Лиза
Как установить сертификат Минцифры: подробная инструкция Как установить сертификат Минцифры: подробная инструкция

Рассказываем о том, как установить сертификат Минцифры 2022 года

CHIP
Одна вокруг света: Перст Бога в парке Серра-дуз-Органс и «золотой маршрут» Одна вокруг света: Перст Бога в парке Серра-дуз-Органс и «золотой маршрут»

203-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Перст Бога

Forbes
Цикличность большого взрыва Цикличность большого взрыва

Каков физический механизм Большого взрыва?

Наука и жизнь
Формула любви: как гормоны влияют на твои чувства и можно ли ими управлять? Формула любви: как гормоны влияют на твои чувства и можно ли ими управлять?

Можно ли сделать, чтобы "химия любви" работала в твою пользу?

VOICE
Красноречив как Цицерон: как научиться выступать публично Красноречив как Цицерон: как научиться выступать публично

Какие приемы помогут покорить любую аудиторию?

Правила жизни
Как рвется любовная связь? Новый научный подход к романтическим отношениям Как рвется любовная связь? Новый научный подход к романтическим отношениям

Главу из книги «Чувство любви. Новый научный подход к романтическим отношениям»

Psychologies
Все кончено Все кончено

Секс как средство от тревоги

СНОБ
Саботажники диеты: кто и почему мешает нам похудеть — 5 типов людей Саботажники диеты: кто и почему мешает нам похудеть — 5 типов людей

Возможно, вы впервые слышите это слово, но «саботажников» диет вы встречали

Psychologies
Проверить любовь на прочность: 7 проблем в любых отношениях — мнение семейных психотерапевтов Проверить любовь на прочность: 7 проблем в любых отношениях — мнение семейных психотерапевтов

Типичные испытания, которые предстоит преодолеть любой паре

Psychologies
Королева-мать отечественного кино. Памяти Инны Чуриковой Королева-мать отечественного кино. Памяти Инны Чуриковой

Каких героинь подарила кинематографу народная артистка СССР Инна Чурикова

Правила жизни
6 «полезных» продуктов, которые вредят сильнее фастфуда 6 «полезных» продуктов, которые вредят сильнее фастфуда

Некоторые продукты незаслуженно причислены к лику ЗОЖ

Maxim
Знаменитости, которые сделали из своих возлюбленных звезд Знаменитости, которые сделали из своих возлюбленных звезд

Звезды, которые подарили своим партнерам и любовь, и популярность, и возможности

VOICE
Вкус экзотики. Как в Европе пытаются заменить мясо на порошок из сверчков Вкус экзотики. Как в Европе пытаются заменить мясо на порошок из сверчков

Как введение насекомых в рацион спасает экологию

СНОБ
Как правильно разморозить холодильник и не сломать его: пошаговая инструкция Как правильно разморозить холодильник и не сломать его: пошаговая инструкция

Как грамотно разморозить холодильник и при этом ничего не испортить

ТехИнсайдер
Снег, лунатик и испорченный номер: почему в отелях не разрешают открывать окна Снег, лунатик и испорченный номер: почему в отелях не разрешают открывать окна

Что будет, если зимой, в мороз, оставить окно в номере открытым?

Правила жизни
Календарь путешествий по России на 2023 год Календарь путешествий по России на 2023 год

12 идей для путешествий по России на 12 месяцев

Лиза
Какие отсылки и совпадения заметили фанаты игры The Last of Us в одноименном сериале Какие отсылки и совпадения заметили фанаты игры The Last of Us в одноименном сериале

Какие отсылки и совпадения зрители нашли в сериале The Last of Us

СНОБ
Как деревенский дом превратился в буржуазный коттедж Как деревенский дом превратился в буржуазный коттедж

Григорий Ревзин о самой успешной из утопий

Weekend
Фастфуд в СССР: чем перекусывали советские люди по пути на работу Фастфуд в СССР: чем перекусывали советские люди по пути на работу

Ранний советский фастфуд и фастуфудом-то сложно назвать...

ТехИнсайдер
7 шагов к здоровью и красоте: простая инструкция для женщин 7 шагов к здоровью и красоте: простая инструкция для женщин

Семь самых главных шагов к здоровью от Сергея Бубновского

ТехИнсайдер
Разговор с неизвестным: отберут ли технологии ИИ работу у людей Разговор с неизвестным: отберут ли технологии ИИ работу у людей

Технологии ИИ все ближе к тому, чтобы вытеснить человека из многих профессий

Forbes
Скажи нет строгой диете! 7 советов по гармоничному похудению Скажи нет строгой диете! 7 советов по гармоничному похудению

Как скинуть набранные килограммы быстро и не сложно?

VOICE
Достойная заявка на «теорию всего»: почему теория струн провалилась Достойная заявка на «теорию всего»: почему теория струн провалилась

Теория струн возникла 50 лет назад как способ понять ядерное взаимодействие

ТехИнсайдер
Открыть в приложении