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

Фотографу этих снимков навсегда запретили въезд в Северную Корею. Посмотрите! Фотографу этих снимков навсегда запретили въезд в Северную Корею. Посмотрите!

Как живет социум закрытых от мира стран?

ТехИнсайдер
Основатель бренда «Инженер Гарин» — о культуре ношения головных уборов Основатель бренда «Инженер Гарин» — о культуре ношения головных уборов

Как устроена мастерская бренда «Инженер Гарин» и почему многие избегают шапок

РБК
Большой хлопок, вечное расширение или гибель: что ждет нашу Вселенную в будущем Большой хлопок, вечное расширение или гибель: что ждет нашу Вселенную в будущем

Будет ли Вселенная существовать вечно ее ждет неминуемая гибель?

ТехИнсайдер
«Музыка стала для меня терапией» «Музыка стала для меня терапией»

Дима Лорен рассказал о своем пути от детской мечты до бешеного успеха в чартах

OK!
«Аборт — главный контрацептив». Как предохранялись в СССР «Аборт — главный контрацептив». Как предохранялись в СССР

Как была устроена контрацепция в крупных городах и в деревнях СССР

СНОБ
«Мы могли бы победить»: почему в России никак не могут справиться с эпидемией ВИЧ «Мы могли бы победить»: почему в России никак не могут справиться с эпидемией ВИЧ

Как эксперты считают статистику по ВИЧ и почему она отличается у разных ведомств

Forbes
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
Лицо дома Лицо дома

Тренды и стильные решения для создания интерьера прихожей

Лиза
Собачье сердце Собачье сердце

7 пород кошек, которые отличаются преданностью

Лиза
Не Фродо Бэггинсом единым: что посмотреть с Элайджей Вудом, помимо «Властелина колец» Не Фродо Бэггинсом единым: что посмотреть с Элайджей Вудом, помимо «Властелина колец»

Лучшие роли Элайджи Вуда за пределами фильмов о Средиземье

Правила жизни
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
Одна вокруг света: плоские горы и холмы Бразилии, укрытые лоскутным одеялом Одна вокруг света: плоские горы и холмы Бразилии, укрытые лоскутным одеялом

202-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Бразилия

Forbes
Какая зависимость опаснее — никотиновая или алкогольная? Какая зависимость опаснее — никотиновая или алкогольная?

Что происходит с человеком, который страдает от двух зависимостей?

ТехИнсайдер
Семь блюд, которые нельзя готовить без алкоголя Семь блюд, которые нельзя готовить без алкоголя

Иногда добавление выпивки в еду — способ сделать блюдо неповторимым

Maxim
Тест Aston Martin DBX707, самого крутого кроссовера в мире Тест Aston Martin DBX707, самого крутого кроссовера в мире

Aston Martin DBX707: заслуживает ли он своей цены?

4x4 Club
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
Инфантилизм, боязнь близости, синдром Мюнхгаузена: почему мужчина обманывает — 6 главных причин Инфантилизм, боязнь близости, синдром Мюнхгаузена: почему мужчина обманывает — 6 главных причин

Давайте разберемся, что стоит за мужской ложью

Psychologies
Как создать ощущение дома: советы психолога Как создать ощущение дома: советы психолога

Как испытать «чувство дома», где бы мы ни были, и почему это важно?

Psychologies
Уроки русского: всем знакомо выражение Уроки русского: всем знакомо выражение

Откуда взялось такое странное слово как "зюзя", и что оно обозначает?

ТехИнсайдер
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
«Чтобы не возбуждалась»: отец отправил 9-летнюю дочь на женское обрезание. Процедура стоила 2 тысячи рублей «Чтобы не возбуждалась»: отец отправил 9-летнюю дочь на женское обрезание. Процедура стоила 2 тысячи рублей

Сложно поверить, но эта жуткая история произошла здесь и сейчас в России

Psychologies
Она изменила цвет кожи и сделала себе самую большую грудь в Европе, но это еще не все! История преображения Она изменила цвет кожи и сделала себе самую большую грудь в Европе, но это еще не все! История преображения

Девушка немецкого происхождения решила изменить свое тело... и свою жизнь

ТехИнсайдер
Кто придумал названия месяцев календаря? Кто придумал названия месяцев календаря?

Как появился первый в мире календарь и в честь кого назван апрель

ТехИнсайдер
Ужасные подростки и вынужденные улыбки: что изучают женщины-социологи Ужасные подростки и вынужденные улыбки: что изучают женщины-социологи

Легендарные женщины-ученые, чьи исследования стали классикой в социологии

Forbes
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
Топ-10 самых грязных мест у человека: спорим, первое место вас точно удивит!? Топ-10 самых грязных мест у человека: спорим, первое место вас точно удивит!?

Пройдемся по самым грязным местам человека!

ТехИнсайдер
Преодоление раскисшего просёлка. Полезные советы Преодоление раскисшего просёлка. Полезные советы

Как правильно использовать рисунок протектора грязевой резины

4x4 Club
Почему болят суставы Почему болят суставы

Что делать, если появились боли в спине, отечность и хруст суставов?

Лиза
Измены, фантазии и бывшие: как говорить с партнером о сексе — 4 самые сложные темы Измены, фантазии и бывшие: как говорить с партнером о сексе — 4 самые сложные темы

Как обсуждать с партнером самые сложные темы и не убить любовь?

Psychologies
Дефицит железа: какие продукты защитят от анемии Дефицит железа: какие продукты защитят от анемии

Как определить дефицит железа и что поможет с ним справиться?

Psychologies
Открыть в приложении