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

7 невероятных преимуществ зеленого чая для здоровья: всего одна чашка в день, а пользы — на год вперед! 7 невероятных преимуществ зеленого чая для здоровья: всего одна чашка в день, а пользы — на год вперед!

Разбираемся, чем так хорош зеленый чай и есть ли у него минусы

ТехИнсайдер
«Метод серого камня»: как эффективно защищаться от нарциссов и других токсичных личностей «Метод серого камня»: как эффективно защищаться от нарциссов и других токсичных личностей

Что делать, если ваш близкий страдает нарциссическим расстройством личности

Psychologies
«Встречаюсь с женатым мужчиной и не чувствую вины»: история читательницы и комментарий психолога «Встречаюсь с женатым мужчиной и не чувствую вины»: история читательницы и комментарий психолога

Многие, но не все, женщины считают отношения с несвободным мужчиной ошибкой

Psychologies
Доминирование, релакс или абсурд? Что такое чувство юмора и как его развить Доминирование, релакс или абсурд? Что такое чувство юмора и как его развить

Все ученые по-своему трактуют наличие у нас чувства юмора

Psychologies
Какие продукты нужно убрать из рациона навсегда Какие продукты нужно убрать из рациона навсегда

Что не так с трансжирами и белым сахаром и как без них жить

Psychologies
Основные преимущества концепта RAM 1500 Revolution Основные преимущества концепта RAM 1500 Revolution

Концепт RAM 1500 Revolution BEV – первый электрический пикап легендарной марки

4x4 Club
Как рвется любовная связь? Новый научный подход к романтическим отношениям Как рвется любовная связь? Новый научный подход к романтическим отношениям

Главу из книги «Чувство любви. Новый научный подход к романтическим отношениям»

Psychologies
В Хакасии обнаружили изваяние раннего бронзового века с изображением мужчины-шамана в звериной маске В Хакасии обнаружили изваяние раннего бронзового века с изображением мужчины-шамана в звериной маске

Результаты исследования двух стел окуневской культуры раннего бронзового века

N+1
Что такое слепые прослушивания и помогают ли они бороться с дискриминацией Что такое слепые прослушивания и помогают ли они бороться с дискриминацией

Действительно ли слепые отборы работают?

Forbes
Чем заменить кофе: 7 бодрящих и полезных напитков Чем заменить кофе: 7 бодрящих и полезных напитков

Не только кофе: напитки, которые помогут вам проснуться

ТехИнсайдер
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
«Есть правда исторического факта»: писатель Сергей Беляков о Гоголе и детях эмиграции «Есть правда исторического факта»: писатель Сергей Беляков о Гоголе и детях эмиграции

Писатель Сергей Беляков — как его книги становятся такими актуальными сегодня?

Forbes
Горечь неволи Горечь неволи

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

Дилетант
Собачье сердце Собачье сердце

7 пород кошек, которые отличаются преданностью

Лиза
Бизнес в найме: зачем директоров «Пятерочек» сделали предпринимателями Бизнес в найме: зачем директоров «Пятерочек» сделали предпринимателями

Руководители-партнеры магазинов способны заработать больше

Forbes
Набирают скорость: почему «Формула-1» перестает быть мужским чемпионатом Набирают скорость: почему «Формула-1» перестает быть мужским чемпионатом

«Академия F1» — гоночная серия и программа тренировок для женщин

Forbes
Волки съели оленей на острове около Аляски и взялись за каланов Волки съели оленей на острове около Аляски и взялись за каланов

За последние годы на острове около Аляски сложилась редкая ситуация

ТехИнсайдер
Какие виды современных животных вошли в настоящий Какие виды современных животных вошли в настоящий

Действительно ли одни виды животных умнее других?

ТехИнсайдер
7 шагов к здоровью и красоте: простая инструкция для женщин 7 шагов к здоровью и красоте: простая инструкция для женщин

Семь самых главных шагов к здоровью от Сергея Бубновского

ТехИнсайдер
На изящном: как Джексон Поллок стал культурным героем США На изящном: как Джексон Поллок стал культурным героем США

В Джексона Поллока мало кто верил, но пропаганда и пресса сделали свое дело

Правила жизни
«Вы совершенно правы, мамочка»: как отвечать свекрови — случай из практики психолога «Вы совершенно правы, мамочка»: как отвечать свекрови — случай из практики психолога

Что делать, если свекровь — настоящий манипулятор?

Psychologies
6 способов заставить мозг интенсивно работать 6 способов заставить мозг интенсивно работать

Ученые отмечают, что есть лучшие способы стать умнее!

ТехИнсайдер

Самые безумные рекорды из Книги Гиннесса

ТехИнсайдер
5 самых популярных способов мошенничества при помощи мессенджеров 5 самых популярных способов мошенничества при помощи мессенджеров

Как обманывают с помощью мессенджеров и как не стать жертвой преступников

Maxim
Своя игра Своя игра

Арам Вардеванян о своей работе в фильме, а также о спортивном прошлом

OK!
«Не подходи, или я отрежу себе палец»: о чем фильм «Банши Инишерина» «Не подходи, или я отрежу себе палец»: о чем фильм «Банши Инишерина»

Как Колин Фаррелл снова поссорился с Бренданом Глисоном и к чему это привело

Psychologies
Как пережить плохое настроение: 12 простых приемов Как пережить плохое настроение: 12 простых приемов

Как противиться плохому настроению и что делать, чтобы справляться с ним?

Psychologies
Голодание: как отказ от пищи может изменить тело и мозг? Голодание: как отказ от пищи может изменить тело и мозг?

Эксперт — о разных видах голодания: интервальном, сухом и с разгрузочными днями

Правила жизни
Почему Мойдодыр из одноименной сказки выбежал из маминой спальни? Оказывается, на то были свои причины Почему Мойдодыр из одноименной сказки выбежал из маминой спальни? Оказывается, на то были свои причины

Кто такой Мойдодыр и почему он был в маминой спальне?

ТехИнсайдер
Как искать работу в кризис: инвестиционный подход Как искать работу в кризис: инвестиционный подход

Что лучше: создавать ниши для себя или встраиваться в существующие?

Psychologies
Открыть в приложении