Презентацию подготовил: Федоренко Максим Группа 10510 Использованные источники: - презентация

1 Презентацию подготовил: Федоренко Максим Группа Использованные источники:

2 Нанотехноло́гия междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.

3 Многие источники связывают понятие нанотехнологий, с известным выступлением Ричарда Фейнмана «В том мире полно места», сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на ежегодной встрече Американского физического общества.

4 Ричард Фейнман предположил, что возможно механически перемещать одиночные атомы, при помощи манипулятора соответствующего размера, по крайней мере, такой процесс не противоречил бы известным на сегодняшний день физическим законам.

5 Первые предположения о возможности исследования объектов на атомном уровне можно встретить в книге «Opticks» Исаака Ньютона, вышедшей в 1704 году. В книге Ньютон выражает надежду, что микроскопы будущего когда-нибудь смогут исследовать «тайны корпускул».

6 Впервые термин «нанотехнология» употребил Норио Танигути в 1974 году. Он назвал этим термином производство изделий размером несколько нанометров.

7 Современная тенденция к миниатюризации показала, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если взять очень маленькую частицу этого вещества. Частицы размерами от 1 до 100 нанометров обычно называют «наночастицами». Так, например, оказалось, что наночастицы некоторых материалов имеют очень хорошие каталитические и адсорбционные свойства. Другие материалы показывают удивительные оптические свойства, например, сверхтонкие пленки органических материалов применяют для производства солнечных батарей.

8 Один из важнейших вопросов, стоящих перед нанотехнологией как заставить молекулы группироваться определённым способом, самоорганизовываться, чтобы в итоге получить новые материалы или устройства. Этой проблемой занимается раздел химии супрамолекулярная химия.

9 Она изучает не отдельные молекулы, а взаимодействия между молекулами, которые способны упорядочить молекулы определённым способом, создавая новые вещества и материалы. Обнадёживает то, что в природе действительно существуют подобные системы и осуществляются подобные процессы.

10 Наноматериалы Материалы, разработанные на основе наночастиц с уникальными характеристиками, вытекающими из микроскопических размеров их составляющих. 1) Углеродные нанотрубки протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров, состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей (графенов) и обычно заканчивающиеся полусферической головкой.

11 Сверхпроводимость углеродных нанотрубок открыта исследователями из Франции и России (ИПТМ РАН, Черноголовка). Ими были проведены измерения вольт- амперных характеристик: 1. отдельной одностенной нанотрубки диаметром ~1 нм; 2. свёрнутого в жгут большого числа одностенных нанотрубок; 3. также индивидуальных многостенных нанотрубок. При температуре, близкой к 4 К, между двумя сверхпроводящими металлическими контактами наблюдался ток

12 Возможные применения нанотрубок Механические применения: сверхпрочные нити, композитные материалы. Применения в микроэлектронике: транзисторы, нанопровода, прозрачные проводящие поверхности, топливные элементы. Оптические применения: дисплеи, светодиоды.

13 2) Графен является двумерным кристаллом, состоящим из одиночного слоя атомов углерода, собранных в шестиугольную решётку. Графен можно использовать, как детектор молекул (NO2), позволяющий детектировать приход и уход единичных молекул. Графен обладает высокой подвижностью при комнатной температуре. Обсуждают графен как перспективный материал, который заменит кремний в интегральных микросхемах.

14 3) Наноаккумуляторы – в начале 2005 года компания Altair Nanotechnologies (США) объявила о создании инновационного нанотехнологического материала для электродов литий-ионных аккумуляторов, плотность энергии в которых будет в несколько раз больше, чем в традиционных батареях этого типа. На практике это означает возможность создания аккумуляторов меньшего размера при сохранении их первоначальной ёмкости.

15 4) Фуллере́н, бакибо́л или букибо́л молекулярное соединение, принадлежащее классу аллотропных форм углерода (другие алмаз, карбин и графит) и представляющее собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов углерода.

16 Среди других интересных приложений следует отметить аккумуляторы и электрические батареи, в которых так или иначе используются добавки фуллеренов. Основой этих аккумуляторов являются литиевые катоды, содержащие интеркалированные фуллерены. Фуллерены также могут быть использованы в качестве добавок для получения искусственных алмазов методом высокого давления. При этом выход алмазов увеличивается на 30 %

17 Фуллерены могут быть также использованы в фармакологии для создания новых лекарств. Так, в 2007 году были проведены исследования, показавшие, что эти вещества могут оказаться перспективными для разработки противоаллергических средств

18 Кроме того, фуллерены нашли применение в качестве добавок в интумесцентные (вспучивающиеся) огнезащитные краски. За счёт введения фуллеренов краска под воздействием температуры при пожаре вспучивается, образуется достаточно плотный пенококсовый слой, который в несколько раз увеличивает время нагревания до критической температуры защищаемых конструкций.