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
Как свести его с ума: 5 простых приемов для обретения женской привлекательности Как свести его с ума: 5 простых приемов для обретения женской привлекательности

Развить в себе привлекательность, которая будет приманивать мужчин, может каждая

VOICE
Знак качества СССР: бытовые предметы, которые никогда не сломаются Знак качества СССР: бытовые предметы, которые никогда не сломаются

Сегодня проверить качество советских товаров можно без особого труда

ТехИнсайдер
Жизнь без боли и болезней: новые книги о здоровье, которые стоит прочесть Жизнь без боли и болезней: новые книги о здоровье, которые стоит прочесть

В каком возрасте нужно начинать заботиться о своем здоровье?

ТехИнсайдер
79 лет после блокады. Какие фильмы помогут лучше понять Санкт-Петербург 79 лет после блокады. Какие фильмы помогут лучше понять Санкт-Петербург

Какие фильмы смотреть о блокадном Ленинграде

СНОБ
Мари Краймбрери, Гузель Хасанова и другие музыканты рассказали, как прогуливали пары в институте Мари Краймбрери, Гузель Хасанова и другие музыканты рассказали, как прогуливали пары в институте

Музыканты ностальгируют по студенческим и школьным временам

Maxim
Шпионские игры джентльменов Шпионские игры джентльменов

Британские телевизионщики сняли ещё один сериал про Кима Филби

Дилетант
Загадка единственной в мире легковой амфибии: история “Амфикара” Загадка единственной в мире легковой амфибии: история “Амфикара”

Почему мир не знает легковых автомобилей-амфибий?

ТехИнсайдер
ChatGPT так хорошо пишет научные рефераты, что эксперты не отличают их от написанных человеком. Чем это грозит ChatGPT так хорошо пишет научные рефераты, что эксперты не отличают их от написанных человеком. Чем это грозит

При слепой оценке каждый 3-ий реферат, написанный ChatGPT, приписывают человеку

ТехИнсайдер
Медики вырастили в пробирке искусственную кровь и впервые перелили ее людям: что с ними стало? Медики вырастили в пробирке искусственную кровь и впервые перелили ее людям: что с ними стало?

Как изготовили искусственную кровь и зачем она вообще нужна

ТехИнсайдер
Правда ли, что о Луне мы знаем больше, чем о морских глубинах? Ученые развенчали очередной популярный миф Правда ли, что о Луне мы знаем больше, чем о морских глубинах? Ученые развенчали очередной популярный миф

Что мы знаем о Луне и о нашей планете?

ТехИнсайдер
Как радоваться испытаниям на пути к успеху: 4 практических шага — мнение коуча Как радоваться испытаниям на пути к успеху: 4 практических шага — мнение коуча

Как научиться радоваться процессу достижения целей?

Psychologies
Полина Кардымон Полина Кардымон

В Полине Кардымон чуть ли не все качества нового поколения российских режиссеров

СНОБ
«Это танк для апокалипсиса»: что говорят иностранцы о машинах из России «Это танк для апокалипсиса»: что говорят иностранцы о машинах из России

Как иностранцы реагируют на выпущенные в России автомобили

РБК
И снова Новый год! По-китайски И снова Новый год! По-китайски

7 обязательных традиций, которые привлекут счастье и богатство

Лиза
Модернистский храм, барный кластер в Замоскворечье и закопанный гелендваген: знаковые проекты архитектора Валерия Лизунова Модернистский храм, барный кластер в Замоскворечье и закопанный гелендваген: знаковые проекты архитектора Валерия Лизунова

Подборка самых интересных проектов Валерия Лизунова и его бюро

СНОБ
Саботаж диеты Саботаж диеты

Как психология похудения мешает сбросить вес

Лиза
«Глаза бы мои не видели!» «Глаза бы мои не видели!»

11 опасных фраз, которые провоцируют болезни

Лиза
Астрономы показали, как выглядит гигантский космический Астрономы показали, как выглядит гигантский космический

Гигантский пузырь был создан несколькими взрывами сверхновых

ТехИнсайдер
4 способа ездить на собаках 4 способа ездить на собаках

Да, на собаках можно ездить, причем не только зимой

Maxim
Ванильное небо Ванильное небо

Лаконичный и выдержанный интерьер в стиле роскошного минимализма

SALON-Interior
«Сколько ты зарабатываешь?»: топ-5 провокационных вопросов «Сколько ты зарабатываешь?»: топ-5 провокационных вопросов

Как правильно подготовиться к интервью?

Psychologies
Как выбрать хороший домашний фен: топовые лайфхаки от парикмахера Как выбрать хороший домашний фен: топовые лайфхаки от парикмахера

Как выбрать фен, который поможет сделать прическу и несильно навредит волосам?

VOICE
Пламперы для губ: стоит ли пробовать и какого эффекта ждать Пламперы для губ: стоит ли пробовать и какого эффекта ждать

Пламперы — компромиссное и для кого-то даже эффективное решение, но есть нюансы

РБК
Как понять свой цветотип и как он работает при подборе одежды: мнение эксперта Как понять свой цветотип и как он работает при подборе одежды: мнение эксперта

Цветотип — мифический единорог или существующая характеристика внешности?

VOICE
Тайсон повернут на марихуане: курил даже перед боями, а теперь зарабатывает миллионы на ранчо и планирует тематический парк Тайсон повернут на марихуане: курил даже перед боями, а теперь зарабатывает миллионы на ранчо и планирует тематический парк

Мы осуждаем это увлечение Майка Тайсона, ты тоже осуди!

Maxim
Эти бандиты терроризировали Англию в начале 20 века. История “Острых козырьков” Эти бандиты терроризировали Англию в начале 20 века. История “Острых козырьков”

В любое время находится группа людей, которые считают, что они выше закона

ТехИнсайдер
Отложи наушники: как познакомиться с кем-то, не пользуясь интернетом Отложи наушники: как познакомиться с кем-то, не пользуясь интернетом

Как заводить знакомства в олдскульном стиле — иными словами, без помощи Сети

VOICE
От цыганки до царицы: 5 самых стильных образов Джины Лоллобриджиды в кино От цыганки до царицы: 5 самых стильных образов Джины Лоллобриджиды в кино

Образы актрисы Джины Лоллобриджиды, которые изменили кинематограф

РБК
Почему российский виски следует покупать с осторожностью Почему российский виски следует покупать с осторожностью

Почему не весь российский виски одинаково съедобен

Maxim
Открыть в приложении