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

Покупка подержанного Nissan Patrol шестого поколения (Y62) Покупка подержанного Nissan Patrol шестого поколения (Y62)

За Nissan Patrol всегда тянулся шлейф из мифов и легенд

4x4 Club
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
«Он ставит на место внутренний компас»: Фекла Толстая о наследии великого прапрадеда «Он ставит на место внутренний компас»: Фекла Толстая о наследии великого прапрадеда

О новом прочтении классических текстов Фекла Толстая рассказала в интервью

Forbes
Мягко стелем Мягко стелем

В одной квартире он будет лишним, в другой – незаменимым

Лиза
Великий американский персонаж Великий американский персонаж

Как Норман Мейлер создал «роман реальной жизни»

Weekend
Онлайн-банк в Telegram: как это работает и насколько безопасно Онлайн-банк в Telegram: как это работает и насколько безопасно

Смогут ли чат-боты заменить приложения онлайн-банков?

Forbes
Как защитить личные границы: 7 советов от практических психологов Как защитить личные границы: 7 советов от практических психологов

Как защитить свое персональное пространство? Рекомендации наших экспертов

Psychologies
Театр цвета Театр цвета

Дом в Геленджике для отдыха с интерьером в различных оттенках серого

SALON-Interior
Пик разума: как стресс, плохое настроение и чувство угрозы влияют на наше внимание Пик разума: как стресс, плохое настроение и чувство угрозы влияют на наше внимание

Как как концентрироваться, чтобы быть максимально продуктивным

Forbes
Королева наших сердец. Памяти Инны Чуриковой Королева наших сердец. Памяти Инны Чуриковой

О великой актрисе и великой женщине Инне Чуриковой вспоминает Сергей Николаевич

СНОБ
Повелители молний: как управлять небесным электричеством с помощью лазера Повелители молний: как управлять небесным электричеством с помощью лазера

Физики впервые вызвали искусственный разряд молнии с помощью лазерного луча

Forbes
Начинаем худеть к лету: как правильно выстроить рацион уже сейчас, чтобы довести фигуру до идеала Начинаем худеть к лету: как правильно выстроить рацион уже сейчас, чтобы довести фигуру до идеала

Как грамотно составить рацион питания, чтобы прийти в свою лучшую форму

VOICE
Нужны витамины? 4 признака того, что пора проконсультироваться с врачом о приеме добавок Нужны витамины? 4 признака того, что пора проконсультироваться с врачом о приеме добавок

Основные признаки нехватки витаминов в организме

VOICE
Привычные продукты, о составе которых вы и не догадывались: из чего делают крабовые палочки, гематоген и майонез Привычные продукты, о составе которых вы и не догадывались: из чего делают крабовые палочки, гематоген и майонез

Хотите узнать, из чего делают майонез, желатин и крабовые палочки?

ТехИнсайдер
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
Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной

Как робкие предположения превратились в современные гипотезы о развитии жизни

Наука и жизнь
Ожидания мешают нам создать счастливые отношения: как это происходит — объясняет нейробиолог Ожидания мешают нам создать счастливые отношения: как это происходит — объясняет нейробиолог

Какую роль в любви могут играть непредсказуемые события и ожидания

Psychologies
Ученые разработали новый способ заморозки без вреда для здоровья и окружающей среды Ученые разработали новый способ заморозки без вреда для здоровья и окружающей среды

Поздоровайтесь с новым ионокалорическим охлаждением

ТехИнсайдер
Мировое поголовье паразитов резко сокращается — но это не очень хорошие новости Мировое поголовье паразитов резко сокращается — но это не очень хорошие новости

Не все паразиты опасны, и даже им порой нужна наша защита

ТехИнсайдер
Изменил — не значит разлюбил? Почему мужчины изменяют любимым женщинам Изменил — не значит разлюбил? Почему мужчины изменяют любимым женщинам

Большинство изменников лезут в новые отношения не чтобы потерять любимых

VOICE
Породы собак, которых нельзя держать в квартире Породы собак, которых нельзя держать в квартире

Если вы решили завести четырехлапого друга, подойдите к этому вопросу с умом!

ТехИнсайдер
Строгая красота Строгая красота

Уютный и строгий интерьер в стиле торжественной неоклассики

SALON-Interior
Как страх атомной бомбы и СССР породили фильмы ужасов 1950-х. Интересный факт! Как страх атомной бомбы и СССР породили фильмы ужасов 1950-х. Интересный факт!

Некоторые персонажи проникли в массовое сознание после Второй мировой

ТехИнсайдер
Дорогой дальнею, дорогой длинною... Краткая история немецких автобанов Дорогой дальнею, дорогой длинною... Краткая история немецких автобанов

Автобан: как появились эти дороги и почему на них нет ограничений скорости

4x4 Club
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
Северное сияние, океан, морские ежи: что смотреть и пробовать в Мурманске Северное сияние, океан, морские ежи: что смотреть и пробовать в Мурманске

Чем заняться в Мурманске зимой?

РБК
Иск о разморозке: стоит ли российским инвесторам судиться со странами ЕС Иск о разморозке: стоит ли российским инвесторам судиться со странами ЕС

Инвесторам пришло время подумать о плане Б

Forbes
Разгрузка для печени Разгрузка для печени

Печень выполняет множество функций, а потому нуждается в особом внимании

Лиза
А вы знаете, почему пуговицы на мужских рубашках пришиты справа, а на женских слева? А вы знаете, почему пуговицы на мужских рубашках пришиты справа, а на женских слева?

Какой смысл в разном расположении пуговиц на мужских и женских рубашках?

ТехИнсайдер
Умер от менингита после тура с Джонни Деппом обладатель семи премий Grammy Джефф Бек Умер от менингита после тура с Джонни Деппом обладатель семи премий Grammy Джефф Бек

Джефф Бек ушел из жизни после триумфального гастрольного тура с Джонни Деппом

VOICE
Открыть в приложении