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

Покупка подержанного Nissan Patrol шестого поколения (Y62) Покупка подержанного Nissan Patrol шестого поколения (Y62)

За Nissan Patrol всегда тянулся шлейф из мифов и легенд

4x4 Club
«Лора не устояла перед брутальностью Михалыча»: Светлана Камынина рассказала о съемках с Владимиром Епифанцевым «Лора не устояла перед брутальностью Михалыча»: Светлана Камынина рассказала о съемках с Владимиром Епифанцевым

Светлана Камынина - о том, почему ее героиня влюбилась в «первозданного» мужчину

VOICE
Худеем без спорта Худеем без спорта

Минус 3, 5 и 10 кг без фитнеса – это реально!

Лиза
По законам исторической драмы: как правда и вымысел сочетаются в сериале «Корона» По законам исторической драмы: как правда и вымысел сочетаются в сериале «Корона»

Что в сериале «Корона» соответствует действительности, а что — плод фантазии

Forbes
Ради чего продолжать жить в кризисный период: для тех, кто потерял смысл жизни Ради чего продолжать жить в кризисный период: для тех, кто потерял смысл жизни

Все рушится, опор больше нет, ориентиры сбиты. Как быть?

Psychologies
Читай, зарабатывай: 6 книг про предпринимательство Читай, зарабатывай: 6 книг про предпринимательство

Книги, которые помогают строить бизнес

Правила жизни
Жуткое озеро Поянху: какие тайны скрывает в себе китайский Бермудский треугольник? Жуткое озеро Поянху: какие тайны скрывает в себе китайский Бермудский треугольник?

История загадочного озера Поянху

ТехИнсайдер
На затонувшем у берегов Леванта средневековом корабле нашли амфоры с рыбой На затонувшем у берегов Леванта средневековом корабле нашли амфоры с рыбой

Каким было содержимое амфор, найденных при изучении корабля «Мааган Михаэль Б»?

N+1
Как сделать оральный секс удачным? Советы, которые нужны каждому! Как сделать оральный секс удачным? Советы, которые нужны каждому!

Несколько простых фактов о том, как можно улучшить свою сексуальную жизнь

ТехИнсайдер
Названы самые безопасные автомобили 2022 года. Их можно купить в России Названы самые безопасные автомобили 2022 года. Их можно купить в России

Рейтинг самых безопасных автомобилей Euro NCAP 2022 года

РБК
7 неожиданных фактов о пиве, в которые вы можете сначала не поверить — но они реальны! 7 неожиданных фактов о пиве, в которые вы можете сначала не поверить — но они реальны!

Что может быть такого интересного в пиве? Оказывается, кое-что все-таки есть!

ТехИнсайдер
Инфекционный артрит вызвал хромоту у древнего китайца Инфекционный артрит вызвал хромоту у древнего китайца

Ученые изучили останки человека, жившего во времена династии Западная Хань

N+1
Кабинеты редкостей Кабинеты редкостей

Китайский дворец и Павильон Катальной горки в Ораниенбауме

Собака.ru
Наталия Белохвостикова: Наталия Белохвостикова:

Наталия Белохвостикова вспоминает о своем муже Владимире Наумове

Коллекция. Караван историй
«Не делать ничего. Совсем». Как влиться в работу после долгих выходных (и не сойти с ума) «Не делать ничего. Совсем». Как влиться в работу после долгих выходных (и не сойти с ума)

Почему возвратиться к работе после длинных выходных так тяжело?

Inc.
Госпожа Метелица и Кристкиндель: есть ли женский «аналог» Санта-Клауса и Деда Мороза Госпожа Метелица и Кристкиндель: есть ли женский «аналог» Санта-Клауса и Деда Мороза

Сказочных зимние женские образы

Forbes
Календарь автомобилиста. Что изменится для водителей в 2023 году Календарь автомобилиста. Что изменится для водителей в 2023 году

Какие новые правила дорожного движения вступят в силу в 2023 году

РБК
Не все потеряно: забытые актрисы, которые смогли вернуть себе былую славу Не все потеряно: забытые актрисы, которые смогли вернуть себе былую славу

Актрисы, которые смогли перезапустить свою карьеру

VOICE
Исторические факты, о которых вы не знали: что скрывает терракотовая армия китайского императора Цинь Шихуанди Исторические факты, о которых вы не знали: что скрывает терракотовая армия китайского императора Цинь Шихуанди

Терракотовая армия окутана многочисленными загадками, мифами и суевериями

ТехИнсайдер
Не только The Last of Us: пять лучших современных сериалов по мотивам видеоигр Не только The Last of Us: пять лучших современных сериалов по мотивам видеоигр

Можно ли сделать хорошую киноадаптацию видеоигры?

Forbes
23 поразительных факта из окружающей жизни, которые мало кто знает 23 поразительных факта из окружающей жизни, которые мало кто знает

Некоторые факты, над которыми ненадолго зависаешь от удивления

Maxim
Аура океана Аура океана

50‑метровая стальная яхта Ocean Z строилась on speculation

Y Magazine
Прикуси язык! Никогда не говори эти 6 фраз своему ребенку Прикуси язык! Никогда не говори эти 6 фраз своему ребенку

Список фраз, произносить которые не стоит даже в пылу горячей ссоры с ребенком

VOICE
50 «идеальных» убийств: как анализ почерка и речи помогает раскрывать преступления 50 «идеальных» убийств: как анализ почерка и речи помогает раскрывать преступления

Глава из книги «Сам или помогли?» — о раскрытии убийств по почерку

Forbes
Яжмать и яжотец: как общаться с родителями, помешанными на детях? Яжмать и яжотец: как общаться с родителями, помешанными на детях?

Что делать, если ваши знакомые навязывают вам общение с их ребенком?

Psychologies
Расписание на день: 6 расслабляющих упражнений — попробуйте сегодня Расписание на день: 6 расслабляющих упражнений — попробуйте сегодня

Упражнения, которые помогут снять усталость в течение дня

Psychologies
Ревность без причины — признак абьюза: объясняет психолог Ревность без причины — признак абьюза: объясняет психолог

Как держать в узде свои эмоции и не стать ревнивым абьюзером

Psychologies
Хроники потерянного человека Хроники потерянного человека

Николай Досталь и его герои

Weekend
Когда лучше принимать душ: утром или вечером? Когда лучше принимать душ: утром или вечером?

4 главных недостатка утреннего душа

ТехИнсайдер
«Сначала сделала, потом подумала» «Сначала сделала, потом подумала»

В чем опасность импульсивности и как научиться себя контролировать?

Лиза
Открыть в приложении