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
Как создать ощущение дома: советы психолога Как создать ощущение дома: советы психолога

Как испытать «чувство дома», где бы мы ни были, и почему это важно?

Psychologies
10 бытовых проблем, с которыми с легкостью справится обычный крахмал: супер-полезные лайфхаки для дома 10 бытовых проблем, с которыми с легкостью справится обычный крахмал: супер-полезные лайфхаки для дома

От косметических средств до мытья окон — крахмал способен на многое

ТехИнсайдер
Секс, фантазии или тайная связь: психологи выяснили, что психопаты считают неверностью Секс, фантазии или тайная связь: психологи выяснили, что психопаты считают неверностью

Психопаты склонны воспринимать сексуальные фантазии партнера о других как измену

Psychologies
Как киберпреступники создают вредоносные программы при помощи чат-бота ChatGPT Как киберпреступники создают вредоносные программы при помощи чат-бота ChatGPT

Хакеры используют чат-бот ChatGPT для быстрого создания инструментов взлома

Forbes
Нейросеть нарисовала несуществующих людей, которые выглядят реалистичнее настоящих снимков Нейросеть нарисовала несуществующих людей, которые выглядят реалистичнее настоящих снимков

Отличить рисунок нейросети от реального фото все тяжелее и тяжелее

ТехИнсайдер
Шифр для атомной войны: по какой логике нумеровали американские шоссе Шифр для атомной войны: по какой логике нумеровали американские шоссе

За номерами американских шоссе стоит интересный эпизод истории

ТехИнсайдер
Альфрид Лэнгле: «Мы все слабее понимаем истинную ценность жизни» Альфрид Лэнгле: «Мы все слабее понимаем истинную ценность жизни»

Почему потеря смысла — главная проблема XXI века?

Psychologies
Почему в конце дня отекают ноги: серьезный симптом, о котором нужно знать женщинам Почему в конце дня отекают ноги: серьезный симптом, о котором нужно знать женщинам

Откуда берутся отеки и как от них избавиться?

ТехИнсайдер
Диета на гречке Диета на гречке

Как продержаться на гречке 2 недели без голода и сколько можно сбросить

Лиза
И снова про вариатор. Что, зачем и почему? И снова про вариатор. Что, зачем и почему?

Правда и вымыслы о вариаторе

4x4 Club
Одна в поле воин: как женщины остаются наедине с проблемами и ждать ли подкрепления Одна в поле воин: как женщины остаются наедине с проблемами и ждать ли подкрепления

Как женщине найти опору в изменившейся реальности

Forbes
Королева-мать отечественного кино. Памяти Инны Чуриковой Королева-мать отечественного кино. Памяти Инны Чуриковой

Каких героинь подарила кинематографу народная артистка СССР Инна Чурикова

Правила жизни
Как свести его с ума: 5 простых приемов для обретения женской привлекательности Как свести его с ума: 5 простых приемов для обретения женской привлекательности

Развить в себе привлекательность, которая будет приманивать мужчин, может каждая

VOICE
Диванные миллиарды: как разработчик сайтов из Владимира построил мебельную компанию Диванные миллиарды: как разработчик сайтов из Владимира построил мебельную компанию

Как компания Divan.ru стала заметным игроком на российском мебельном рынке?

Forbes
Брюки и джинсы карго зимой: как носить, чтобы не замерзнуть и выглядеть стильно Брюки и джинсы карго зимой: как носить, чтобы не замерзнуть и выглядеть стильно

Изучаем самые стильные комбинации с карго

VOICE
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
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
Неизведанный Байкал Неизведанный Байкал

Факты о Байкале, которые мало кто знает

Наука и жизнь
Альтернативные варианты использования кондиционера для белья: 7 полезных советов для дома Альтернативные варианты использования кондиционера для белья: 7 полезных советов для дома

Кондиционер для белья поможет сэкономить деньги!

ТехИнсайдер
Зачем советские люди вешали ковры на стену? Не для красоты, как вы могли подумать! Зачем советские люди вешали ковры на стену? Не для красоты, как вы могли подумать!

Его рассматривали, на него откладывали деньги, им хвалились перед гостями

ТехИнсайдер
Как пользоваться Midjourney: простая инструкция, чтобы опробовать нейросеть с картинками Как пользоваться Midjourney: простая инструкция, чтобы опробовать нейросеть с картинками

Midjourney: делимся пошаговой инструкцией для начинающих текстовых художников

Правила жизни
Александр Демьяненко говорил: Александр Демьяненко говорил:

Людмила Акимовна рассказала о настоящем Александре Демьяненко

Коллекция. Караван историй
Почему россияне массово бегут смотреть «Чебурашку»? Объясняет психолог Почему россияне массово бегут смотреть «Чебурашку»? Объясняет психолог

Фильм с любимым с детства героем оказывается неожиданно своевременным

Psychologies
Спорткар-кроссовер. Mansory превратила Lamborghini Urus в купе Спорткар-кроссовер. Mansory превратила Lamborghini Urus в купе

Тюнинг-ателье Mansory представило новую работу – двухдверный Lamborghini Urus

4x4 Club
Собачье сердце Собачье сердце

7 пород кошек, которые отличаются преданностью

Лиза
5 вещей, которые не делают люди с высокой самооценкой, — проверь себя 5 вещей, которые не делают люди с высокой самооценкой, — проверь себя

Низкая самооценка способна отравить человеку жизнь. Как не надо делать?

Maxim
Карл XII: один против всех Карл XII: один против всех

Почему же Швеция проиграла Северную войну?

Дилетант
«Содружество» переработает амурскую сою «Содружество» переработает амурскую сою

В 2023 году компания «Содружество» начнет строительство нового предприятия в ДФО

Агроинвестор
Утверждение радости Утверждение радости

Как «Дневники» протоиерея Шмемана помогают найти выход, когда выхода нет

Weekend
Открыть в приложении