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
Ученые NASA объяснили как возникает солнечный ветер Ученые NASA объяснили как возникает солнечный ветер

Что нагревает и ускоряет солнечный ветер?

ТехИнсайдер
Что я знаю о папе. Часть 3. Санек-Анюта, копия отца Что я знаю о папе. Часть 3. Санек-Анюта, копия отца

Можно ли быть близким другом своему отцу?

Psychologies
Как противостоять эмоциональному насилию: разбираем 5 ситуаций Как противостоять эмоциональному насилию: разбираем 5 ситуаций

Агрессор показывает, что относится к жертве как к вещи. Как можно дать отпор?

Psychologies
Как обустроить детскую комнату: советы для родителей Как обустроить детскую комнату: советы для родителей

Как обустроить современную детскую комнату с учетом особенностей пола и возраста

VOICE
«Зима в Мадриде»: исторический роман-триллер об Испании военного времени «Зима в Мадриде»: исторический роман-триллер об Испании военного времени

Глава из нового исторического романа Кристофера Джона Сэнсома «Зима в Мадриде»

Forbes

Самые безумные рекорды из Книги Гиннесса

ТехИнсайдер
5 способов наладить общий язык с телом 5 способов наладить общий язык с телом

Рассказываем о пяти способах восстановить связь с телом

Psychologies
Украденные эмбрионы: россиянки платили миллионы ради материнства, но остались ни с чем Украденные эмбрионы: россиянки платили миллионы ради материнства, но остались ни с чем

В России разразился еще один «суррогатный» скандал

Psychologies
У самок пещерных вшей есть У самок пещерных вшей есть

Животный мир полон восхитительно странных гениталий

ТехИнсайдер
Зачем лошадям подковы и как дикие лошади обходятся без них? Зачем лошадям подковы и как дикие лошади обходятся без них?

Почему лошадям нужно менять подковы каждые четыре недели?

ТехИнсайдер
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
Как айсберг в океане: что нужно знать о моржевании, купании в проруби и терапии холодной водой Как айсберг в океане: что нужно знать о моржевании, купании в проруби и терапии холодной водой

Стоит ли купаться в холодной воде и как это делать правильно

Правила жизни
5 вопросов, которые помогут избавиться от чувства вины 5 вопросов, которые помогут избавиться от чувства вины

О чем нужно помнить, сталкиваясь с чувством вины?

Psychologies
Читай, зарабатывай: 6 книг про предпринимательство Читай, зарабатывай: 6 книг про предпринимательство

Книги, которые помогают строить бизнес

Правила жизни
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
Можно ли путешествовать во времени с помощью черных дыр Можно ли путешествовать во времени с помощью черных дыр

Черные дыры образуют естественные машины времени. Можно ли в них перемещаться?

ТехИнсайдер
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
Ванильное небо Ванильное небо

Лаконичный и выдержанный интерьер в стиле роскошного минимализма

SALON-Interior
Как люди выживают на Крайнем Севере: жизнь за Стеной Как люди выживают на Крайнем Севере: жизнь за Стеной

Жизнь вблизи полюсов похожа на выживание людей за Стеной, как в «Игре престолов»

ТехИнсайдер
Жизнь без боли и болезней: новые книги о здоровье, которые стоит прочесть Жизнь без боли и болезней: новые книги о здоровье, которые стоит прочесть

В каком возрасте нужно начинать заботиться о своем здоровье?

ТехИнсайдер
Любовь, деньги или секс: на чем держится брак Костенко и Тарасова, объясняет астролог Любовь, деньги или секс: на чем держится брак Костенко и Тарасова, объясняет астролог

Астролог рассказывает, в чем их секрет Дмитрия Тарасова и Анастасии Костенко

VOICE
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
Шведские ученые выяснили, что у растительных заменителей мяса часто нет питательной ценности Шведские ученые выяснили, что у растительных заменителей мяса часто нет питательной ценности

Многие заменители мясо содержат много железа, но не все оно усваивается

Inc.
Обойдемся без капель Обойдемся без капель

12 способов снять отек и заложенность носа

Лиза
«Я хочу вернуть отца и брата. Но меня с женой выставляют злодеями»: принц Гарри сделал новые душещипательные признания «Я хочу вернуть отца и брата. Но меня с женой выставляют злодеями»: принц Гарри сделал новые душещипательные признания

Принц Гарри заверил, что болезненно переживает разрыв с венценосным отцом

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

Вот несколько продуктов, которые помогут сделать праздничное утро выносимым

Inc.
Речь о деталях: возможно ли выпустить хороший российский смарфтон Речь о деталях: возможно ли выпустить хороший российский смарфтон

Возможны ли локальные чудеса в жестоком мире потребительской электроники

Правила жизни
Как психологически подготовиться к релокации: советы для эмигрантов Как психологически подготовиться к релокации: советы для эмигрантов

Как подготовиться к эмиграции и оставаться сильным в этой непростой ситуации

Psychologies
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
Открыть в приложении