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

Фотографу этих снимков навсегда запретили въезд в Северную Корею. Посмотрите! Фотографу этих снимков навсегда запретили въезд в Северную Корею. Посмотрите!

Как живет социум закрытых от мира стран?

ТехИнсайдер
Масло для лица: виды, польза для кожи и особенности нанесения Масло для лица: виды, польза для кожи и особенности нанесения

Что нужно знать, выбирая масло для лица

РБК
Лондон, Берлин, Лиссабон: 4 захватывающих романа о европейских столицах Лондон, Берлин, Лиссабон: 4 захватывающих романа о европейских столицах

Четыре отличные книги, в которых города — одни из главных героев

СНОБ
Викинги целое столетие не могли победить небольшой монастырь в Кенте Викинги целое столетие не могли победить небольшой монастырь в Кенте

Монастырь Лайминдж сопротивлялся разрушению викингами почти столетие

ТехИнсайдер
Плавание в открытой воде представляет серьезный риск для здоровья, о котором мало кто знает Плавание в открытой воде представляет серьезный риск для здоровья, о котором мало кто знает

Плавание в открытой воде может вызвать иммерсивный отек легких

ТехИнсайдер
Инфантилизм, боязнь близости, синдром Мюнхгаузена: почему мужчина обманывает — 6 главных причин Инфантилизм, боязнь близости, синдром Мюнхгаузена: почему мужчина обманывает — 6 главных причин

Давайте разберемся, что стоит за мужской ложью

Psychologies
Вот какие профессии будут востребованы в будущем. Посмотрите этот список! Вот какие профессии будут востребованы в будущем. Посмотрите этот список!

В какой сфере актуально развиваться даже через 10-20 лет

ТехИнсайдер
Йога для двоих Йога для двоих

10 парных асан, которые укрепят ваши отношения

Лиза
Тест Aston Martin DBX707, самого крутого кроссовера в мире Тест Aston Martin DBX707, самого крутого кроссовера в мире

Aston Martin DBX707: заслуживает ли он своей цены?

4x4 Club
Новый метод фМРТ поможет объяснить, как работает глубокая стимуляция мозга при лечении расстройств и зависимостей Новый метод фМРТ поможет объяснить, как работает глубокая стимуляция мозга при лечении расстройств и зависимостей

Разработан новый метод сверхбыстрого фМРТ

ТехИнсайдер
Смотри не влюбись: 30 ромкомов на все случаи жизни Смотри не влюбись: 30 ромкомов на все случаи жизни

Ромкомы вышли на пик популярности в девяностые, но до сих пор держатся на плаву

Правила жизни
Упавшая в ад: удивительная история девушки, выжившей при падении с высоты 3 километра Упавшая в ад: удивительная история девушки, выжившей при падении с высоты 3 километра

Полёт на каникулы к отцу обернулся долгим путешествием на грани жизни и смерти

ТехИнсайдер
3 уровня финансовых отношений — проверьте вашу пару 3 уровня финансовых отношений — проверьте вашу пару

Дело не в доходах и расходах, а в уровне финансовых отношений

Psychologies
Она не помнит имя дочери: книга об отношениях с родителем, теряющим память Она не помнит имя дочери: книга об отношениях с родителем, теряющим память

Отрывок из книги Джули Оцуки «Пловцы»

Forbes
Как в Крещение купаться в проруби? Как в Крещение купаться в проруби?

Зачем люди прыгают в прорубь? И если прыгают, то как?

Maxim
В траве сидел кузнечик… певчий В траве сидел кузнечик… певчий

Каких представителей фауны и флоры мы постоянно путаем?

Наука и жизнь
Опасное слово Опасное слово

Наполеон знал толк в вождении полков и потому к словам относился серьёзно

Дилетант
Академик Павлов: человек, без которого мир был бы другим Академик Павлов: человек, без которого мир был бы другим

Но не все себе представляют, каким в обычной жизни был академик Павлов

Караван историй
Аму Хаджи: человек, который не мылся 67 лет Аму Хаджи: человек, который не мылся 67 лет

Аму Хаджи занесен в книгу рекордов Гиннеса

ТехИнсайдер
Теория равновесия Теория равновесия

Четыре века продолжались поиски Неведомой Южной Земли

Вокруг света
Почему вам не нужно много одежды – стоит узнать! Почему вам не нужно много одежды – стоит узнать!

Почему большой гардероб — это не всегда хорошо

ТехИнсайдер
В Хакасии обнаружили изваяние раннего бронзового века с изображением мужчины-шамана в звериной маске В Хакасии обнаружили изваяние раннего бронзового века с изображением мужчины-шамана в звериной маске

Результаты исследования двух стел окуневской культуры раннего бронзового века

N+1
Вы «зомби»? Как вернуть себе способность чувствовать Вы «зомби»? Как вернуть себе способность чувствовать

Многие развивают способность не испытывать негативных эмоций. Чем это чревато?

Psychologies
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
Как люди выживают на Крайнем Севере: жизнь за Стеной Как люди выживают на Крайнем Севере: жизнь за Стеной

Жизнь вблизи полюсов похожа на выживание людей за Стеной, как в «Игре престолов»

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
6 самых важных вещей, которые наука узнала в 2022 году о том, как жить счастливой и наполненной жизнью 6 самых важных вещей, которые наука узнала в 2022 году о том, как жить счастливой и наполненной жизнью

Как сделать свою жизнь прямо сейчас? Советы ученых

Inc.
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
Украденные эмбрионы: россиянки платили миллионы ради материнства, но остались ни с чем Украденные эмбрионы: россиянки платили миллионы ради материнства, но остались ни с чем

В России разразился еще один «суррогатный» скандал

Psychologies
Парящий дом Парящий дом

Современная вилла в Подмосковье с уникальной архитектурой

SALON-Interior
Открыть в приложении