Новости
  • Тренировка у Guillaume Lorentz, Париж, Франция

    Тренировка у Guillaume Lorentz, Париж, Франция

    Наша ученица Настя Цехмейструк, отдохнув в Париже, совместила приятное с еще более... 
    Читать полностью

  • Adrenaline фестиваль, Киев

    Adrenaline фестиваль, Киев

    6 октября в Киеве прошел фестиваль Adrenaline, который представлял собой отборочный тур... 
    Читать полностью

  • Melpo Melz

    Melpo Melz

    Шведская танцовщица и исполнительница дансхолла  Читать полностью →

НАНОТЕХНОЛОГІЇ В НАШОМУ ЖИТТІ

Наноструктури замінять традиційні транзистори.

Компактна навчальна нанотехнологічна установка "УМКА" дозволяє проводити маніпуляції з окремими групами атомів.

За допомогою установки "УМКА" вдається розглянути поверхню DVD.

Для майбутніх нанотехнологів вже випущений підручник.

<

>

З'явилися в останній чверті ХХ століття нанотехнології стрімко розвиваються. Чи не кожен місяць з'являються повідомлення про нові проекти, які здавалися ще рік-два тому абсолютної фантастикою. За визначенням, яке піонером цього напрямку Еріком Дрекслером, нанотехнологія - "очікувана технологія виробництва, орієнтована на дешеве отримання пристроїв і речовин із заздалегідь заданою атомарної структурою". Це означає, що вона оперує з окремими атомами для того, щоб отримати структури з атомарної точністю. У цьому корінна відмінність нанотехнологій від сучасних "об'ємних" bulk-технологій, які маніпулюють макрооб'єктами.

Нагадаємо читачеві, що нано - приставка, що позначає 10-9. На відрізку довжиною в один нанометр можна розташувати вісім атомів кисню.

Нанооб'єкти (наприклад, наночастинки металів), як правило, мають фізичні та хімічні властивості, відмінні і від властивостей крупніших об'єктів з того ж матеріалу і від властивостей окремих атомів. Скажімо, температура плавлення частинок золота розміром 5-10 нм на сотні градусів нижче температури плавлення шматка золота обсягом 1 см3.

Дослідження, що проводяться в нанорозмірному діапазоні, лежать на стику наук, часто вишукування в області матеріалознавства зачіпають області біотехнологій, фізики твердого тіла, електроніки.

Провідний світовий фахівець в області наномедицини Роберт Фрайтас сказав: "Майбутні наномашини повинні складатися з мільярдів атомів, тому їх проектування і побудова зажадають зусиль команди фахівців. Кожна конструкція нанороботи потребують об'єднання зусиль кількох дослідницьких колективів. У проектуванні і побудові літака" Боїнг-777 "брало участь безліч колективів у всьому світі. Наномедіцінскій робот майбутнього, який складається з мільйона (або навіть більше) робочих частин, за складністю конструкції буде не простіше са Олета ".

Нанопродуктів НАВКОЛО НАС

Наносвіт складний і поки ще порівняно мало вивчений, і все ж не настільки далекий від нас, як це здавалося кілька років тому. Більшість з нас регулярно користуються тими чи іншими досягненнями нанотехнологій, навіть не підозрюючи про це. Наприклад, сучасна мікроелектроніка вже не мікро-, а нано: вироблені сьогодні транзистори - основа всіх чіпів - лежать в діапазоні до 90 нм. І вже запланована подальша мініатюризація електронних компонентів до 60, 45 і 30 нм.

Більш того, як нещодавно заявили представники компанії "Хьюлетт-Паккард", транзистори, що виготовляються за традиційною технологією, будуть замінені наноструктурами. Один такий елемент - це три провідника шириною в декілька нанометрів: два з них паралельні, а третій розташований під прямим кутом до них. Провідники не стикаються, а проходять, як мости, один над іншим. При цьому з верхніх провідників на нижні спускаються молекулярні ланцюжки, сформовані з матеріалу нанопроводников під впливом прикладеного до них напруги. Побудовані за цією технологією схеми вже продемонстрували здатність зберігати дані і виконувати логічні операції, тобто - замінювати транзистори.

З новою технологією розміри деталей мікросхем опустяться істотно нижче планки в 10-15 нанометрів, в масштаби, де традиційні напівпровідникові транзистори просто фізично не можуть працювати. Ймовірно, вже в першій половині наступного десятиліття з'являться серійні мікросхеми (поки ще традиційні, кремнієві), в які буде вбудовано кілька наноелементів, створених за новою технологією.

Компанія "Кодак" в 2004 році випустило папір для струменевих принтерів Ultima. Вона має дев'ять шарів. Верхній шар складається з керамічних наночасток, які роблять папір більш щільною і блискучою. У внутрішніх шарах розташовані пігментні наночастинки розмірами 10 нм, що поліпшують якість друку. А швидкої фіксації фарби сприяють включені до складу покриття полімерні наночастинки.

Директор Інституту нанотехнологій США Чед Миркин вважає, що "нанотехнології перебудують всі матеріали заново. Усі матеріали, отримані за допомогою молекулярного виробництва, будуть новими, так як до сих пір у людства не було можливості розробляти і виробляти наноструктури. Зараз ми використовуємо в промисловості тільки те , що нам дає природа. з дерев ми робимо дошки, з провідного металу - дріт. Нанотехнологічний підхід полягає в тому, що ми будемо переробляти практично будь-які природні ресурси в так називаємо е "будівельні блоки", які складуть основу майбутньої промисловості ".

Зараз ми вже бачимо наступ нанореволюція: це і нові комп'ютерні чіпи, і нові тканини, на яких не залишається плям, і використання наночасток в медичній діагностиці (див. Також "Наука і життя" №№ 2 , 4 , 2005 р.) Навіть косметична індустрія зацікавлена ​​в наноматеріалах. Вони можуть створити в косметиці багато нових нестандартних напрямків, яких не було раніше.

У нанорозмірному діапазоні практично будь-який матеріал проявляє унікальні властивості. Наприклад, відомо, що іони срібла володіють антисептичною активністю. Значно більш високою активністю володіє розчин наночастинок срібла. Якщо обробити цим розчином бинт і прикласти його до гнійної рани, запалення пройде і рана загоїться швидше, ніж з використанням звичайних антисептиків.

Вітчизняний концерн "наноіндустрії" розробив технологію виробництва наночастинок срібла, стабільних в розчинах і в адсорбованому стані. Отримувані препарати мають широкий спектр антимікробної дії. Таким чином, з'явилася можливість створення цілої гами продуктів з антимікробними властивостями при незначній зміні технологічного процесу виробниками існуючої продукції.

Наночастки срібла можуть бути використані для модифікації традиційних і створення нових матеріалів, покриттів, дезінфікуючих та миючих засобів (в тому числі зубних і чистячих паст, пральних порошків, мила), косметики. Покриття та матеріали (композитні, текстильні, лакофарбові, вуглецеві та інші), модифіковані наночастинками срібла, можуть бути використані в якості профілактичних антимікробних засобів захисту в місцях, де зростає небезпека поширення інфекцій: на транспорті, на підприємствах громадського харчування, в сільськогосподарських і тваринницьких приміщеннях , в дитячих, спортивних, медичних установах. Наночастки срібла можна використовувати для очищення води і знищення хвороботворних мікроорганізмів у фільтрах систем кондиціонування повітря, в басейнах, душах і інших подібних місцях масового відвідування.

Випускається аналогічна продукція і за кордоном. Одна з фірм виробляє покриття з срібними наночастинками для лікування хронічних запалень і відкритих ран.

Ще один вид наноматеріалів - володіють колосальною міцністю вуглецеві нанотрубки (див. "Наука і життя" № 5, 2002 г. ; № 6, 2003 р ). Це своєрідні циліндричні полімерні молекули діаметром приблизно від половини нанометра і довжиною до декількох мікрометрів. Вперше їх виявили менше 10 років тому як побічні продукти синтезу фулерену С60. Проте вже зараз на основі вуглецевих нанотрубок створюються електронні пристрої нанометрових розмірів. Очікується, що в доступному для огляду майбутньому вони замінять багато елементів в електронних схемах різних приладів, в тому числі сучасних комп'ютерів.

Втім, використовують нанотрубки не тільки в електроніці. У продажу вже є ракетки для тенісу, армовані вуглецевими нанотрубками для обмеження скручування і забезпечення більшої потужності удару. Застосовують їх і в деяких деталях спортивних велосипедів.

РОСІЯ НА РИНКУ НАНОТЕХНОЛОГІЙ

Вітчизняна компанія "Nanotechnology News Network" недавно представила в Росії іншу новинку - самоочищаються нанопокриття. Досить обприскати скло автомобіля спеціальним розчином з наночастинками діоксиду кремнію, і на протязі 50 000 км до нього не буде приставати бруд і вода. На склі залишається прозорий надтонкий шар, на якому воді просто нема за що зачепитися, і вона скочується разом з брудом. В першу чергу новинкою зацікавилися власники хмарочосів - на миття фасадів цих будинків йдуть величезні гроші. Існують такі склади для покриття кераміки, каменю, дерева і навіть одягу.

Необхідно сказати, що деякі російські організації вже успішно виступають на міжнародному нанотехнологічному ринку.

Концерн "наноіндустрії", наприклад, має в своєму багажі ряд нанотехнологічних продуктів, які можна застосувати в різних областях промисловості. Це відновлюючий вміст "РВС" і наночастинки срібла для біотехнологій і медицини, промислова нанотехнологічна установка "ЛУЧ-1,2" і навчальна нанотехнологічна установка "УМКА".

Склад "РВС", який може вберегти від зносу і відновити практично будь-які труться металеві поверхні, готують на основі адаптивних наночастинок. Це засіб дозволяє створювати модифікований високовуглецевий Залізосилікатний захисний шар товщиною 0,1-1,5 мм в областях інтенсивного тертя металевих поверхонь (наприклад, в парах тертя в двигунах внутрішнього згоряння). Залив такий склад в картер для масла, можна надовго забути про проблему зносу мотора. При роботі механічні частини нагріваються від тертя, це нагрівання викликає прилипання металевих наночастинок до пошкоджених областей. Надмірне ж нарощування викликає більш сильне нагрівання, і наночастинки втрачають свою здатність до приєднання. Таким чином в тертьових вузлі постійно підтримується рівновага, і деталі практично не зношуються.

Особливий інтерес представляє комплекс нанотехнологічного обладнання "УМКА", який призначений для проведення демонстраційних, дослідницьких і лабораторних робіт на атомно-молекулярному рівні в галузі фізики, хімії, біології, медицини, генетики та інших фундаменталь них і прикладних наук. Наприклад, недавно на ньому було отримано зображення поверхні DVD з роздільною здатністю 0,3 мкм, і це ще не межа. Унікальна технологія роботи на пікоамперних токах дозволяє сканувати навіть слабкопровідних біологічні зразки без попереднього напилення металу (зазвичай необхідно, щоб верхній шар зразка був провідним). "УМКА" володіє високою температурною стабільністю, що дозволяє проводити тривалі маніпуляції з окремими групами атомів, і високою швидкістю сканування, що дозволяє спостерігати бистропротекающие процеси.

Основна сфера застосування комплексу "УМКА" - навчання сучасним практичним методам роботи з нанорозмірними структурами. Комплекс "УМКА" включає: тунельний мікроскоп, систему віброзахисту, набір тестових зразків, витратними матеріалами та інструментів. Вміщаються прилади в невеликому кейсі, працюють в кімнатних умовах і коштують менше 8 тисяч доларів. Управляти експериментами можна зі звичайного персонального комп'ютера.

У січні 2005 року відкрився перший російський інтернет-магазин, який продає нанотехнологічес кі продукти. Постійна адреса магазину в Інтернеті - www.nanobot.ru

ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ

Нещодавно було встановлено, що кулясті молекули С60, звані фулеренами, можуть викликати серйозні захворювання і шкодити навколишньому середовищу. Токсичність водорозчинних фулеренів при їх впливі на людські клітини двох різних типів було встановлено дослідниками з університетів Райса і Джорджії (США).

Професор хімії Вікі Колвін з університету Райса і його колеги встановили, що при розчиненні фулеренів у воді формуються колоїди C60, які при впливі на клітини шкіри людини і клітини карциноми печінки викликають їх загибель. При цьому концентрація фулеренів у воді була досить низькою: ~ 20 молекул C60 на 1 мільярд молекул води. Одночасно дослідники показали, що токсичність молекул залежить від модифікації їх поверхні.

Як припускають дослідники, токсичність простих фулеренів C60 пов'язана з тим, що їх поверхня здатна виробляти супероксидні аніони. Ці радикали ушкоджують клітинні мембрани і призводять до загибелі клітин.

Колвін і його колеги заявили, що таке негативне властивість фулеренів можна використовувати на благо - для лікування ракових пухлин. Необхідно лише детально з'ясувати механізм утворення кисневих радикалів. Очевидно, на основі фулеренів можна буде створити і надефективні антибактеріальні препарати.

Разом з тим небезпеку застосування фулеренів в продуктах масового споживання представляється вченим цілком реальною.

Мабуть, тому недавно американська Комісія з безпеки харчових продуктів і ліків (FDA) заявила про необхідність ліцензування та регулювання широкого спектру товарів (харчові продукти, косметика, ліки, апаратура і ветеринарія), виготовлених за допомогою нанотехнологій і використовують наноматеріали і наноструктури.

Нанотехнології ПОТРІБНА ПІДТРИМКА ДЕРЖАВИ

На жаль, в Росії державної програми з розвитку нанотехнологій до сих пір немає. (У 2005 році нанотехнологічної програмі США, між іншим, виповнилося п'ять років.) Без сумніву, існування централізованої державної програми з розвитку нанотехнологій значно допомогло б у практичній реалізації результатів досліджень. Те, що успішні розробки в області нанотехнологій в країні є, ми, на жаль, дізнаємося із зарубіжних джерел. Наприклад, влітку Інститут стандартів США оголосив про створення найменших в світі атомного годинника. Як виявилося, над їх створенням працював і російський колектив.

Державної програми в Росії немає, а дослідники і ентузіасти є: за минулий рік Молодіжне наукове товариство (МНО) об'єднало понад 500 молодих вчених, аспірантів і студентів, які думають про майбутнє своєї країни. Для детального вивчення проблематики нанотехнологій в лютому 2004 року на базі МНО створена аналітична компанія "Nanotechnology News Network (NNN)", яка відстежує сотні відкритих світових джерел в цій області і на сьогодні опрацювала понад 4500 інформаційних повідомлень зарубіжних і російських ЗМІ, статей, прес-релізів і експертних коментарів. створені сайти www.mno.ru і www.nanonewsnet.ru , З якими ознайомилися понад 170 000 громадян Росії і СНД.

КОНКУРС МОЛОДІЖНИХ ПРОЕКТІВ

У квітні 2004 року спільно з концерном "наноіндустрії" за підтримки "Юніаструм Банку" був успішно проведений перший Всеросійський конкурс молодіжних проектів зі створення вітчизняної молекулярної нанотехнології, що викликав жвавий інтерес російських вчених.

Переможці конкурсу представили видатні розробки: перше місце було присуджено колективу молодих вчених з РХТУ ім. Д. І. Менделєєва під керівництвом кандидата хімічних наук Галини Попової, яка створила біоміметичні (биомиметика - наслідування структурам, які існують в природі) матеріали для оптичних наносенсорів, молекулярної електроніки і біомедицини. Друге місце зайняла аспірантка Ташкентського державного педагогічного університету ім. Нізамі Марина Фоміна, яка розробила систему спрямованої доставки ліків до хворих тканин, а третє - школяр з Томська Олексій Хасанов, автор технології створення нанокераміческіх матеріалів з унікальними властивостями. Переможці отримали цінні призи.

За підтримки банку розроблений і готується до видання науково-популярний підручник "Нанотехнології для всіх", що заслужив високу оцінку провідних вчених.

Компанія NNN, за рік стала провідним аналітичним агентством в галузі нанотехнології, в грудні 2004 року оголосила початок Другого Всеросійського конкурсу молодіжних проектів, генеральним спонсором якого знову виступив задоволений результатами першого конкурсу "Юніаструм Банк". Крім того, на цей раз спонсором стала і компанія "Powercom" - міжнародний виробник джерел безперебійного живлення. Активну участь в підготовці і висвітленні конкурсу приймає журнал "Наука і життя".

Мета конкурсу - залучити талановиту молодь до розвитку нанотехнологій в своїй країні, а не за кордоном.

Переможець конкурсу отримає нанотехнологічну лабораторію "УМКА". Які посіли друге і третє місця будуть нагороджені сучасними ноутбуками; кращі учасники отримають безкоштовну передплату на журнал "Наука і життя". В якості призів передбачені ремонтно-відновлювальні комплекти для автотранспорту на основі наночасток, підписка на журнал "Універсум" і щомісячні CD "Світ нанотехнологій".

Спрямованість проектів Надзвичайно різноманітна: від перспективних наноматеріалів для автомобілебудування та АВІАЦІЇ до імплантатів и нейротехнологіческіх інтерфейсів. Докладні матеріали конкурсу знаходяться на сайті www.nanonewsnet.ru .

У грудні 2004 року в місті Фрязіно (Московська обл.) Пройшла перша конференція, присвячена промислового використання нанотехнологій, де вчені представили десятки розробок, готових до впровадження на виробництві. Серед них - нові матеріали на основі нанотрубок, надміцні покриття, антифрикційні склади, провідні полімери для гнучкої електроніки, надмісткі конденсатори і т.д.

Нанотехнології в Росії набирають хід. Однак, якщо дослідження не будуть координуватися державою або комплексної федеральною програмою, в кращу сторону, швидше за все, нічого так і не зміниться. Для майбутніх нанотехнологів вже випущений підручник.

Дансхолл джем в «Помаде»

3 ноября, в четверг, приглашаем всех на танцевальную вечеринку, в рамках которой пройдет Дансхолл Джем!

Клуб Помада: ул. Заньковецкой, 6
Вход: 40 грн.

  • 22 апреля намечается Dancehall Party в Штанах!
    22 апреля намечается Dancehall Party в Штанах!

    Приглашаем всех-всех-всех на зажигательную вечеринку «More... 
    Читать полностью