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

Способ влюбить в себя кого угодно существует

VOICE
Свет в конце туннеля глазами ученых: что чувствует человек во время клинической смерти? Свет в конце туннеля глазами ученых: что чувствует человек во время клинической смерти?

Почему воспоминания о моменте смерти у многих пациентов сходятся?

ТехИнсайдер
Глобальное утепление Глобальное утепление

Полный гайд по теплым курткам

Лиза
Форты Форты

Как происходит грандиозная реставрация вокруг Кронштадта

Собака.ru
«Я стала бояться меньше» «Я стала бояться меньше»

Что помогает Глюк’oZе каждый день сохранять позитив и держать себя в тонусе

OK!
Джеймс Уэбб нашел элементы жизни в глубинах темного межзвездного облака Джеймс Уэбб нашел элементы жизни в глубинах темного межзвездного облака

Группа исследователей обнаружила в молекулярном облаке Chamaeleon I жизнь

ТехИнсайдер
Что я знаю о папе: часть 1. Бумажные куклы Что я знаю о папе: часть 1. Бумажные куклы

Рассказ Яны Верзун «Папа»

Psychologies
10 книг для легкого чтения в праздники 10 книг для легкого чтения в праздники

Книги, с которых стоит начать год

Правила жизни
Одна вокруг света: плоские горы и холмы Бразилии, укрытые лоскутным одеялом Одна вокруг света: плоские горы и холмы Бразилии, укрытые лоскутным одеялом

202-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Бразилия

Forbes
Жители Крита бронзового века взяли в жены двоюродных сестер Жители Крита бронзового века взяли в жены двоюродных сестер

Палеогенетики прочитали геномы 102 индивидов из Эгейского региона

N+1
Пилатес для начинающих Пилатес для начинающих

Пилатесом довольно легко заниматься, не выходя из дома

Лиза
Секрет «Чебурашки»: почему фильм с Гармашом бьет рекорды проката в России Секрет «Чебурашки»: почему фильм с Гармашом бьет рекорды проката в России

Почему фильм про Чебурашку стал феноменом?

Forbes
Другой LX. Тест-драйв нового полноприводного кроссовера Exeed Другой LX. Тест-драйв нового полноприводного кроссовера Exeed

У младшей модели премиум-бренда Exeed появился привод на все четыре колеса

РБК
Inc. Адаптация Inc. Адаптация

Как сохранить устойчивость разума и тела в кризисное время

Inc.
Как добавить музыку в Яндекс Музыку Как добавить музыку в Яндекс Музыку

Как слушать свои треки через Яндекс Музыку на смартфоне и компьютере

CHIP
Астрономы нашли планетную систему, где сразу две экзопланеты размером с Землю вращаются в обитаемой зоне Астрономы нашли планетную систему, где сразу две экзопланеты размером с Землю вращаются в обитаемой зоне

Астрономы находят все новые и новые относительно легкие планеты

ТехИнсайдер
ФБР, коллекция книг и геронтофилия. Факты о Мэрилин Монро ФБР, коллекция книг и геронтофилия. Факты о Мэрилин Монро

Знаменитая блондинка покорила весь мир, но оставалась непростым человеком

ТехИнсайдер
«Удалось избежать травмы»: Дарья Мороз рассказала о реакции дочери на развод с Константином Богомоловым «Удалось избежать травмы»: Дарья Мороз рассказала о реакции дочери на развод с Константином Богомоловым

Дарья Мороз устроила серьезный разговор с дочерью Анной

VOICE
Сильная и созависимая женщина. Почему алкоголизм мужа всегда сигнализирует о созависимости у жены Сильная и созависимая женщина. Почему алкоголизм мужа всегда сигнализирует о созависимости у жены

История героини, которая лечится от созависимости и комментарий психолога

СНОБ
Она изменила цвет кожи и сделала себе самую большую грудь в Европе, но это еще не все! История преображения Она изменила цвет кожи и сделала себе самую большую грудь в Европе, но это еще не все! История преображения

Девушка немецкого происхождения решила изменить свое тело... и свою жизнь

ТехИнсайдер
Не ругайтесь с Меган Маркл: почему отменили экс-ведущего «Top Gear» Джереми Кларксона Не ругайтесь с Меган Маркл: почему отменили экс-ведущего «Top Gear» Джереми Кларксона

Джереми Кларксон перегнул палку, очередной раз оскорбив Меган Маркл

Forbes
«Слабоумие и отвага»: дочь Любови Полищук рассказала, как решилась сыграть Фаину Раневскую «Слабоумие и отвага»: дочь Любови Полищук рассказала, как решилась сыграть Фаину Раневскую

Мариэтта Цигаль-Полищук снялась в главной роли в сериале «Раневская»

VOICE
«Только спокойствие!»: можно ли достичь безмятежности в кризисное время — интервью психотерапевта «Только спокойствие!»: можно ли достичь безмятежности в кризисное время — интервью психотерапевта

Как даже в переполненном вагоне метро можно найти островок умиротворения?

Psychologies
15 юных фотографий той самой Линды Лавлейс — ведущей актрисы из «Глубокой глотки» 15 юных фотографий той самой Линды Лавлейс — ведущей актрисы из «Глубокой глотки»

Как Линде Лавлейс удалось забраться столь глубоко в историю кинематографа

Maxim
«Это танк для апокалипсиса»: что говорят иностранцы о машинах из России «Это танк для апокалипсиса»: что говорят иностранцы о машинах из России

Как иностранцы реагируют на выпущенные в России автомобили

РБК
«Флейшман в беде»: лучший сериал о кризисе среднего возраста и переживании развода «Флейшман в беде»: лучший сериал о кризисе среднего возраста и переживании развода

«Флейшман в беде» — одно из лучших описаний банальной семейной драмы

Forbes
Как убрать брылы: советы экспертов и 7 способов подтянуть овал лица Как убрать брылы: советы экспертов и 7 способов подтянуть овал лица

Что такое брылы и как от них избавиться?

РБК
«Пятница, 13-е»: почему мы подвержены суевериям — мнение психолога «Пятница, 13-е»: почему мы подвержены суевериям — мнение психолога

Почему мы избегаем определенных знаков и символов и выполняем странные ритуалы?

Psychologies
Трейси Добмайер и Венди Кацман: «Девочки с блестящим будущим». Цена поступления в престижный вуз Трейси Добмайер и Венди Кацман: «Девочки с блестящим будущим». Цена поступления в престижный вуз

Отрывок из романа Трейси Добмайер и Венди Кацман «Девочки с блестящим будущим»

СНОБ
Ученые испытали лазерный громоотвод — он намного эффективнее обычного металлического стержня Ученые испытали лазерный громоотвод — он намного эффективнее обычного металлического стержня

Излучение мощного лазера в небо способно эффективно отклонять разряды молнии

ТехИнсайдер
Открыть в приложении