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

10 способов освежить чувства в паре 10 способов освежить чувства в паре

Как вернуть чувствам былую яркость

Psychologies
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
5 продуктов, которые вызывают хроническое воспаление в организме 5 продуктов, которые вызывают хроническое воспаление в организме

Потребление какой пищи стоит контролировать?

ТехИнсайдер
Правда ли, что о Луне мы знаем больше, чем о морских глубинах? Ученые развенчали очередной популярный миф Правда ли, что о Луне мы знаем больше, чем о морских глубинах? Ученые развенчали очередной популярный миф

Что мы знаем о Луне и о нашей планете?

ТехИнсайдер
«Столица района» | “Neighborhood Capital” «Столица района» | “Neighborhood Capital”

Соседский центр как ключ к формированию городов и сообществ

Позитивные изменения
Как выбрать вино по году урожая Как выбрать вино по году урожая

Для каких вин важен год урожая винограда и как по нему определить качество вина

СНОБ
Как вернуть натуральный цвет волос: вместе с парикмахером разбираем 4 типичных случая Как вернуть натуральный цвет волос: вместе с парикмахером разбираем 4 типичных случая

Как быстро и безболезненно вернуться к своему натуральному оттенку волос?

VOICE
«Я пережила Холокост ребенком»: настоящая история узницы Освенцима «Я пережила Холокост ребенком»: настоящая история узницы Освенцима

«Дочь Аушвица»: жизнь ребенка, которому приходится постоянно прятаться

Forbes
Последний шанс похудеть: самые странные и опасные диеты XX века Последний шанс похудеть: самые странные и опасные диеты XX века

В XX веке журналы предлагали немало странных и экстремальных способов похудения

Правила жизни
Что я знаю о папе: часть 1. Бумажные куклы Что я знаю о папе: часть 1. Бумажные куклы

Рассказ Яны Верзун «Папа»

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
Листок как символ сокрытия: с чего начались гонения на наготу в искусстве Листок как символ сокрытия: с чего начались гонения на наготу в искусстве

Ольга Козлова рассказывает о ботанической символике в мировом искусстве

Forbes
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

ТехИнсайдер
Искали монстра, а нашли семьянина и любящего отца: история серийного убийцы Сергея Деньгуба Искали монстра, а нашли семьянина и любящего отца: история серийного убийцы Сергея Деньгуба

История «ачинского Чикатило»

VOICE
5 научно доказанных способов облегчить похмелье 5 научно доказанных способов облегчить похмелье

Вот несколько продуктов, которые помогут сделать праздничное утро выносимым

Inc.
Тянем-потянем Тянем-потянем

Что делать, если вещь села после стирки?

Лиза
Что психологические защиты говорят о нас: 7 типов характера — мнение психолога Что психологические защиты говорят о нас: 7 типов характера — мнение психолога

Как по древнейшим защитам определить тип характера собеседника?

Psychologies
Каждый день вы должны... заправлять постель. Вот почему ученые настаивают на этом Каждый день вы должны... заправлять постель. Вот почему ученые настаивают на этом

Необходимость в застилании постели видят не специалисты по гигиене, а психологи

ТехИнсайдер
6 признаков, что нужно срочно менять смартфон 6 признаков, что нужно срочно менять смартфон

Признаки того, что телефон скоро устареет

Maxim
Упадок Гёбекли-Тепе связали со снижением роли охоты и собирательства Упадок Гёбекли-Тепе связали со снижением роли охоты и собирательства

Исследование останков, обнаруженных на двух памятниках докерамического неолита

N+1
«Джинни и Джорджия»: как Netflix превратил подростковый сериал в драму о материнстве «Джинни и Джорджия»: как Netflix превратил подростковый сериал в драму о материнстве

«Джинни и Джорджия» — сложная драма о соло-материнстве и абьюзе

Forbes
Чем отличается чашка от кружки, заяц от кролика и еще 8 пар слов, которые постоянно путают Чем отличается чашка от кружки, заяц от кролика и еще 8 пар слов, которые постоянно путают

Разберемся же, наконец, чем отличается джем от варенья и не только

ТехИнсайдер
Как заблокировать номер телефона на iOS и Android Как заблокировать номер телефона на iOS и Android

Как включить блокировку неизвестных номеров на смартфоне?

CHIP
Почему мы отказываем в помощи другим людям: шокирующие результаты эксперимента «Добрый самаритянин» Почему мы отказываем в помощи другим людям: шокирующие результаты эксперимента «Добрый самаритянин»

Правда ли то, что религиозные люди добрее и отзывчивее, чем атеисты?

VOICE
Когда инициатива не наказуема | When Good Deeds Do Go Unpunished Когда инициатива не наказуема | When Good Deeds Do Go Unpunished

Как быть причастным к распределению местного бюджета

Позитивные изменения
Новая эпоха Голливуда: кто такие «непо-дети» и можно ли стать звездой по наследству Новая эпоха Голливуда: кто такие «непо-дети» и можно ли стать звездой по наследству

Как устроено новое ответвление непотизма в медийной индустрии

Forbes
«Сначала сделала, потом подумала» «Сначала сделала, потом подумала»

В чем опасность импульсивности и как научиться себя контролировать?

Лиза
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
Парафилия: почему людей возбуждают странные вещи — 3 любопытных факта Парафилия: почему людей возбуждают странные вещи — 3 любопытных факта

Почему и как формируется парафилия

Psychologies
Национальный герой: 10 лучших киновоплощений Уинстона Черчилля Национальный герой: 10 лучших киновоплощений Уинстона Черчилля

Актеры, которые достойно воплотили личность Уинстона Черчилля

Правила жизни
Открыть в приложении