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
Влад Тирон: Как стать настоящим художником Влад Тирон: Как стать настоящим художником

Актер Влад Тирон — кто такой новый Эраст Фандорин

СНОБ
Писатель Алексей Иванов — Forbes: «Мы неверно представляем Россию до революции» Писатель Алексей Иванов — Forbes: «Мы неверно представляем Россию до революции»

Алексей Иванов — о том, как история отражается в его романе «Бронепароходы»

Forbes
Попробуй повтори: почему все в таком восторге от песни и танца Naatu Naatu из индийского кино Попробуй повтори: почему все в таком восторге от песни и танца Naatu Naatu из индийского кино

Индийское кино снова в тренде!

VOICE
Как связаны секс и финансы: 7 способов разбогатеть, улучшив свою интимную жизнь Как связаны секс и финансы: 7 способов разбогатеть, улучшив свою интимную жизнь

Сексуальная жизнь напрямую связана со способностью человека хорошо зарабатывать

Maxim
Парящий дом Парящий дом

Современная вилла в Подмосковье с уникальной архитектурой

SALON-Interior
Необычный туризм. Британцы заинтересовались отдыхом и ночевками в церквях Необычный туризм. Британцы заинтересовались отдыхом и ночевками в церквях

Чемпинг: что особенного в этом виде туризма?

TechInsider
Петровский флот Петровский флот

«Полтава» — первый полноценный линейный корабль русского флота на Балтике

Дилетант
Что делать, если ничего не хочется. Cоветы психолога Что делать, если ничего не хочется. Cоветы психолога

Как по-научному называется состояние «ничего не хочу» и можно ли с ним бороться

Лиза
«Экзамен сдал, но на троечку»: как чат-бот ChatGPT пытался выпуститься из университетов «Экзамен сдал, но на троечку»: как чат-бот ChatGPT пытался выпуститься из университетов

С простыми экзаменационными вопросами ChatGPT справляется не хуже студентов

VC.RU
Как правильно разморозить холодильник и не сломать его: пошаговая инструкция Как правильно разморозить холодильник и не сломать его: пошаговая инструкция

Как грамотно разморозить холодильник и при этом ничего не испортить

TechInsider
Ученые рассказали о жутких изменениях, происходящих с телами астронавтов во время пребывания в космосе Ученые рассказали о жутких изменениях, происходящих с телами астронавтов во время пребывания в космосе

Воздействие, которое космос оказывает на наше тело, не просто «тяжелое»

TechInsider
Людмила Зайцева: «Сопротивляться обаянию Олега Ефремова было невозможно» Людмила Зайцева: «Сопротивляться обаянию Олега Ефремова было невозможно»

Я пришла к Станиславу и сказала, что готова сниматься в фильме в любом качестве

Караван историй
Брендовая перезагрузка Брендовая перезагрузка

Теперь конкуренция производителей и торговых сетей за потребителей усилится

Эксперт
Собачье сердце Собачье сердце

7 пород кошек, которые отличаются преданностью

Лиза
Обойдемся без капель Обойдемся без капель

12 способов снять отек и заложенность носа

Лиза
Как пить — каждый день понемногу или раз в неделю, но много? Как пить — каждый день понемногу или раз в неделю, но много?

Как лучше пить алкоголь?

Maxim
Ученые разработали новый способ заморозки без вреда для здоровья и окружающей среды Ученые разработали новый способ заморозки без вреда для здоровья и окружающей среды

Поздоровайтесь с новым ионокалорическим охлаждением

TechInsider
Медвежья услуга: почему слишком активное желание помочь не всегда приносит пользу Медвежья услуга: почему слишком активное желание помочь не всегда приносит пользу

Отрывок из книги психотерапевта Илсе Санд «Исцеляющие беседы»

Forbes
Почему не стоит использовать гаджеты перед сном? Почему не стоит использовать гаджеты перед сном?

Почему специалисты не рекомендуют использовать гаджеты перед сном?

CHIP
Стриптизерша Кэрри Рояль об отношениях с принцем Гарри: «Когда девочек привели к нему, он был уже голый» Стриптизерша Кэрри Рояль об отношениях с принцем Гарри: «Когда девочек привели к нему, он был уже голый»

Скандальные мемуары принца Гарри «Запасной» наделали много шума

Maxim
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
Сорос, Гейтс, Брин: самые щедрые благотворители США в 2023 году по версии Forbes Сорос, Гейтс, Брин: самые щедрые благотворители США в 2023 году по версии Forbes

Рейтинг самых щедрых миллиардеров США 2023

Forbes
Куклы детям не игрушка. Чем пугает хоррор «М3ГАН», о котором все говорят? Куклы детям не игрушка. Чем пугает хоррор «М3ГАН», о котором все говорят?

Неужели страшной куклой опять кого-то можно напугать?

Правила жизни
В здравом уме и твердой памяти: кто такие суперэйджеры и как их мозг остается молодым В здравом уме и твердой памяти: кто такие суперэйджеры и как их мозг остается молодым

Как суперэйджерами удается сохранить здравый ум до глубоких седин

Forbes
Эти школьные предметы изучали в СССР, а сегодня о них уже все забыли Эти школьные предметы изучали в СССР, а сегодня о них уже все забыли

Вспомним, чему учили школьников в СССР

TechInsider
«Ненавижу Рождество»: почему женщины в кино до сих пор ждут мужчину в подарок «Ненавижу Рождество»: почему женщины в кино до сих пор ждут мужчину в подарок

«Ненавижу Рождество» — сериал о внутренних метаниях современных женщин

Forbes
Таинственный остров возник посреди океана: оказалось, что он полон неизвестной науке жизни Таинственный остров возник посреди океана: оказалось, что он полон неизвестной науке жизни

Появление нового острова дает возможность узнать, как зарождаются экосистемы

TechInsider
От ареста Радищева до травли Пастернака: краткая история цензуры в России От ареста Радищева до травли Пастернака: краткая история цензуры в России

Историк рассказывает о становлении цензуры как социального института в России

Forbes
Реальная история вампира, орудовавшего в СССР: мужчина искал человеческую кровь для сохранения молодости своей жены Реальная история вампира, орудовавшего в СССР: мужчина искал человеческую кровь для сохранения молодости своей жены

Одно из самых загадочных дел в истории криминалистики СССР

TechInsider
Открыть в приложении