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

Как увеличить шрифт в Яндексе Браузере на смартфоне или компьютере Как увеличить шрифт в Яндексе Браузере на смартфоне или компьютере

Рассказываем, как увеличить шрифт в Яндексе, используя настройки браузера

CHIP
Сколько времени нужно, чтобы привести тело в порядок перед летним сезоном? Пора задуматься! Сколько времени нужно, чтобы привести тело в порядок перед летним сезоном? Пора задуматься!

Сколько времени нужно телу, чтобы сбросить лишний вес?

ТехИнсайдер
Ради чего продолжать жить в кризисный период: для тех, кто потерял смысл жизни Ради чего продолжать жить в кризисный период: для тех, кто потерял смысл жизни

Все рушится, опор больше нет, ориентиры сбиты. Как быть?

Psychologies
Не все потеряно: забытые актрисы, которые смогли вернуть себе былую славу Не все потеряно: забытые актрисы, которые смогли вернуть себе былую славу

Актрисы, которые смогли перезапустить свою карьеру

VOICE
6 научно доказанных преимуществ быть владельцем кота 6 научно доказанных преимуществ быть владельцем кота

Кошки способны изменить вашу жизнь к лучшему!

ТехИнсайдер
Mini Moke. Легенда на колесах Mini Moke. Легенда на колесах

Биография Mini Moke дает право называть его легендарным

Y Magazine
Оставайся самой собой: как Обри Плаза приучает Голливуд к неидеальным героиням Оставайся самой собой: как Обри Плаза приучает Голливуд к неидеальным героиням

Как Обри Плаза учит любить странных героинь с недостатками

Forbes
Как Константин Станиславский работал над легендарным спектаклем «Синяя птица» Как Константин Станиславский работал над легендарным спектаклем «Синяя птица»

«Синяя птица» студентов в пространстве исторического особняка Станиславского

Forbes
Научный стендап Научный стендап

Новые лица петербургской науки дают простые ответы на сложные вопросы

Собака.ru
Названы самые безопасные автомобили 2022 года. Их можно купить в России Названы самые безопасные автомобили 2022 года. Их можно купить в России

Рейтинг самых безопасных автомобилей Euro NCAP 2022 года

РБК
Я люблю людей: почему в альтруизме важен сухой расчет и к чему может привести благотворительность, основанная на эмоциях Я люблю людей: почему в альтруизме важен сухой расчет и к чему может привести благотворительность, основанная на эмоциях

Уильям Макаскилл рассказывает, как устроен эффективный альтруизм

Правила жизни
Оспа оказалась намного старше, чем считали ученые — этому вирусу не меньше трех тысяч лет Оспа оказалась намного старше, чем считали ученые — этому вирусу не меньше трех тысяч лет

Ученые отодвинули примерные границы возникновения оспы еще на 2000 лет назад

ТехИнсайдер
Что будет, если питаться лишь сырым мясом Что будет, если питаться лишь сырым мясом

Может быть, сырым мясом можно питаться постоянно?

ТехИнсайдер
Как психологически подготовиться к релокации: советы для эмигрантов Как психологически подготовиться к релокации: советы для эмигрантов

Как подготовиться к эмиграции и оставаться сильным в этой непростой ситуации

Psychologies
Ученые опознали голландский военный корабль XVII века из Ла-Манша. Настоящее сокровище! Ученые опознали голландский военный корабль XVII века из Ла-Манша. Настоящее сокровище!

Корабль «Кляйн Холландия» предлагает нам заглянуть в 17 век

ТехИнсайдер
Как влюбить его в себя за 240 секунд Как влюбить его в себя за 240 секунд

Способ влюбить в себя кого угодно существует

VOICE
Режиссер Олег Трофим — о комиксах, «Майоре Громе», Петербурге и 90-х Режиссер Олег Трофим — о комиксах, «Майоре Громе», Петербурге и 90-х

Олег Трофим — о жанре кинокомикса, а также о том, каким бывает Петербург

РБК
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
Прогулка вокруг марсианских вулканов Прогулка вокруг марсианских вулканов

Отправляемся в экспедицию на Марс

Наука и жизнь
Надо ли пожилым женщинам отказаться от секса навсегда? Стоит узнать! Надо ли пожилым женщинам отказаться от секса навсегда? Стоит узнать!

Что на счет вынужденного отказа от секса? Для пожилых женщин есть советы

ТехИнсайдер
Что психологические защиты говорят о нас: 7 типов характера — мнение психолога Что психологические защиты говорят о нас: 7 типов характера — мнение психолога

Как по древнейшим защитам определить тип характера собеседника?

Psychologies
Крик в пустоту: как писатель Иван Шмелев пытался найти и спасти своего сына Крик в пустоту: как писатель Иван Шмелев пытался найти и спасти своего сына

Отрывок из книги «Написанные в истории. Письма, изменившие мир»

Forbes
Странная внешность помогла успешной карьере. История знаменитого фрика Странная внешность помогла успешной карьере. История знаменитого фрика

В начале XX века людям с необычной внешностью была всего одна дорога

ТехИнсайдер
Справедливые чувства: почему мы имеем право выражать свои негативные эмоции Справедливые чувства: почему мы имеем право выражать свои негативные эмоции

Отрывок из книги психотерапевта Дэвида Бернса «Хорошее настроение»

Forbes
Дальше ехать некуда Дальше ехать некуда

На противоположной стороне планеты живут 45 человек и птица уэка

Вокруг света
VisionF 80 Blck VisionF 80 Blck

VisionF 80 Black Edition радикально отличается от многих двухкорпусных яхт

Y Magazine
Однажды Джима Моррисона арестовали за показ гениталий и Однажды Джима Моррисона арестовали за показ гениталий и

Музыка часто требует от артистов достаточно высокого уровня раскрепощения

ТехИнсайдер
Вредная свекровь, сосед или коллега? Как наладить отношения с неприятным человеком — советы коуча Вредная свекровь, сосед или коллега? Как наладить отношения с неприятным человеком — советы коуча

Что делать, если приходится налаживать контакт с тем, кто тебе неприятен?

Psychologies
Что нужно знать об одобрении типа транспортного средства (ОТТС) Что нужно знать об одобрении типа транспортного средства (ОТТС)

Для чего нужен ОТТС, как его получить и какую информацию он содержит

РБК
Геофизика: новые задачи и возможности Геофизика: новые задачи и возможности

Почему институт физики Земли носит имя Отто Юльевича Шмидта?

Наука и жизнь
Открыть в приложении