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

Генетики указали на африканское происхождение найденных в Чарльстоне останков людей XVIII века Генетики указали на африканское происхождение найденных в Чарльстоне останков людей XVIII века

Люди из Чарльстона XVIII века оказались там в результате работорговли

N+1
Неандертальцы из Комб-Греналя предпочли охоту на открытой местности Неандертальцы из Комб-Греналя предпочли охоту на открытой местности

Палеозоологи изучили зубы оленей и быков, найденные на памятнике Комб-Греналь

N+1
Профайлинг и ложь: как следователи распознают обман Профайлинг и ложь: как следователи распознают обман

Как понять природу лжи и распознать ее

Psychologies
И снова Новый год! По-китайски И снова Новый год! По-китайски

7 обязательных традиций, которые привлекут счастье и богатство

Лиза
Как «исправить» избалованного ребенка: 9 шагов Как «исправить» избалованного ребенка: 9 шагов

Избалованный ребенок привык получать все. Но подобная ситуация обратима!

Psychologies
У самок пещерных вшей есть У самок пещерных вшей есть

Животный мир полон восхитительно странных гениталий

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
Что пишет пресса об автобиографии принца Гарри «Запасной» Что пишет пресса об автобиографии принца Гарри «Запасной»

Первые рецензии западной прессы на автобиографию принца Гарри «Запасной»

Правила жизни
3 золотых правила, которые каждая женщина должна привнести в свою жизнь 3 золотых правила, которые каждая женщина должна привнести в свою жизнь

Советы, которые помогут сделать твою жизнь гармоничнее и насыщеннее

VOICE
Мария Куликова: «Я очень изменилась, всегда весело расплескивала себя, а сейчас нет» Мария Куликова: «Я очень изменилась, всегда весело расплескивала себя, а сейчас нет»

За то время, пока создавался «Склифосовский», многое случилось

Караван историй
О чем молчат женщины О чем молчат женщины

Чего и почему чаще всего боятся женщины

Лиза
«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
Культовые кроссовки, выпуск 7: история adidas Samba — футбольной пары, ставшей универсальной Культовые кроссовки, выпуск 7: история adidas Samba — футбольной пары, ставшей универсальной

Разбираемся в феномене популярности модели adidas Samba

Правила жизни
Почему листья на комнатных растенях желтеют и как решить эту проблему? Почему листья на комнатных растенях желтеют и как решить эту проблему?

8 распространенных причин появления желтизны на листьях и способы из устранения

ТехИнсайдер
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

ТехИнсайдер
Время рожать Время рожать

Плюсы и минусы каждого возраста для рождения ребенка – от 20 до 40+

Лиза
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
Как создать бота в Telegram: простая пошаговая инструкция Как создать бота в Telegram: простая пошаговая инструкция

Создать бота в Телеграм намного проще, чем кажется

CHIP
Что и как есть, чтобы не заболеть: 4 совета для повышения иммунитета Что и как есть, чтобы не заболеть: 4 совета для повышения иммунитета

Как меньше болеть и что для этого нужно, узнали у нутрициолога

Правила жизни
Почему детям нельзя смотреть порно: 2 главные опасности Почему детям нельзя смотреть порно: 2 главные опасности

Чем именно так плох просмотр порно в детском возрасте

Psychologies
Масло для лица: виды, польза для кожи и особенности нанесения Масло для лица: виды, польза для кожи и особенности нанесения

Что нужно знать, выбирая масло для лица

РБК
Как пережить кризис четверти жизни: 5 простых советов Как пережить кризис четверти жизни: 5 простых советов

Как пережить трудный период кризиса четверти жизни и стать сильнее?

Psychologies
Горечь неволи Горечь неволи

В ходе Северной войны войсками Петра I были захвачены около 25 тысяч человек

Дилетант
Эти бандиты терроризировали Англию в начале 20 века. История “Острых козырьков” Эти бандиты терроризировали Англию в начале 20 века. История “Острых козырьков”

В любое время находится группа людей, которые считают, что они выше закона

ТехИнсайдер
Ностальгия по настоящему Ностальгия по настоящему

О феномене церемонии «Сделано в России» размышляет Сергей Николаевич

СНОБ
«Выглядит это жестоко»: Алексей Розин раскрыл причину странных отношений его героя с женой в сериале «Территория» «Выглядит это жестоко»: Алексей Розин раскрыл причину странных отношений его героя с женой в сериале «Территория»

Алексей Розин рассказал о своей роли в сериале «Территория»

VOICE
«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
«Разные: мужское и женское глазами приматолога» «Разные: мужское и женское глазами приматолога»

Как наблюдения за животными ставят под сомнение гендерные стереотипы

N+1
От ворот поворот: знаменитости, которых отшили их звездные краши От ворот поворот: знаменитости, которых отшили их звездные краши

Кто кому отказал и какие звездные пары мы потеряли?

VOICE
Сифилис или безумие? Что убило Фридриха Ницше Сифилис или безумие? Что убило Фридриха Ницше

У Фридриха Ницше была непростая судьба. Но что именно его убило?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении