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 в России появилось вегетарианство — часть 4 Как в России появилось вегетарианство — часть 4

Как придумали черную икру, которую можно есть, не убивая рыб

СНОБ
Что заводит ее больше всего: топ-3 женских фантазий Что заводит ее больше всего: топ-3 женских фантазий

Женщины выбирают партнера не только сознательно, но и бессознательно

Maxim
Аура океана Аура океана

50‑метровая стальная яхта Ocean Z строилась on speculation

Y Magazine
Разгрузка для печени Разгрузка для печени

Печень выполняет множество функций, а потому нуждается в особом внимании

Лиза
Госпожа Метелица и Кристкиндель: есть ли женский «аналог» Санта-Клауса и Деда Мороза Госпожа Метелица и Кристкиндель: есть ли женский «аналог» Санта-Клауса и Деда Мороза

Сказочных зимние женские образы

Forbes
15 юных фотографий той самой Линды Лавлейс — ведущей актрисы из «Глубокой глотки» 15 юных фотографий той самой Линды Лавлейс — ведущей актрисы из «Глубокой глотки»

Как Линде Лавлейс удалось забраться столь глубоко в историю кинематографа

Maxim
Астрономы нашли планетную систему, где сразу две экзопланеты размером с Землю вращаются в обитаемой зоне Астрономы нашли планетную систему, где сразу две экзопланеты размером с Землю вращаются в обитаемой зоне

Астрономы находят все новые и новые относительно легкие планеты

ТехИнсайдер
Как сделать красивые фото дома не хуже, чем в студии: простейший мастер-класс Как сделать красивые фото дома не хуже, чем в студии: простейший мастер-класс

Хочешь делать снимки для соцсетей, чтобы они получились не хуже, чем в студии?

VOICE
Как привить ребенку интерес к учебе — отвечает учитель Как привить ребенку интерес к учебе — отвечает учитель

Как педагоги и родители могут привить школьнику интерес к учебе?

СНОБ
«Сколько ты зарабатываешь?»: топ-5 провокационных вопросов «Сколько ты зарабатываешь?»: топ-5 провокационных вопросов

Как правильно подготовиться к интервью?

Psychologies
10 лет спустя: как изменились актеры сериала «Молодежка» с первых серий 10 лет спустя: как изменились актеры сериала «Молодежка» с первых серий

Сегодня мы расскажем, как изменились главные герои сериала «Молодежка»

VOICE
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
Чек-лист для видеорегистратора: как не остаться без важного видео Чек-лист для видеорегистратора: как не остаться без важного видео

7 тонкостей видеорегистратора, на которые надо обратить внимание

CHIP
Как связаны секс и финансы: 7 способов разбогатеть, улучшив свою интимную жизнь Как связаны секс и финансы: 7 способов разбогатеть, улучшив свою интимную жизнь

Сексуальная жизнь напрямую связана со способностью человека хорошо зарабатывать

Maxim
Американец отсидел 17 лет в тюрьме за преступление, которое сделал очень похожий на него человек Американец отсидел 17 лет в тюрьме за преступление, которое сделал очень похожий на него человек

Порой судьба оказывается слишком жестокой и несправедливой

ТехИнсайдер
Что значат костюмы героев Джима Джармуша? Что значат костюмы героев Джима Джармуша?

Почему один из лидеров мирового независимого кино одевал своих героев именно так

Правила жизни
5 фэнтезийных циклов про обаятельных мошенников 5 фэнтезийных циклов про обаятельных мошенников

Фэнтезийные книги, в которых главными героями выступают воры и жулики

Maxim
Когда уже пора подарить телефон ребенку: мнение ученых Когда уже пора подарить телефон ребенку: мнение ученых

Если ребенок давно просит личный телефон, стоит подумать об этом

ТехИнсайдер
Температура тела человека неуклонно снижается во всем мире — и, скорее всего, по вине кишечных бактерий Температура тела человека неуклонно снижается во всем мире — и, скорее всего, по вине кишечных бактерий

Кишечные бактерии играют роль в регулировании температуры тела

ТехИнсайдер
Большинство людей эволюционно не могут противостоять холоду, но как нам удается жить в суровом климате? Большинство людей эволюционно не могут противостоять холоду, но как нам удается жить в суровом климате?

Почему наш вид стал доминировать во всех частях земного шара?

ТехИнсайдер
Импакт всегда стоит во главе угла социального предпринимательства | Social Impact Is Always the Cornerstone of Social Entrepreneurship Импакт всегда стоит во главе угла социального предпринимательства | Social Impact Is Always the Cornerstone of Social Entrepreneurship

Что определяет успех, а что мешает развитию соцпредпринимательства

Позитивные изменения
Этюд в багровых штанах Этюд в багровых штанах

«Ковбой из Копенгагена»: Николас Виндинг Рефн снова в Европе

Weekend
Юрий Васильев: «Я никогда не играл роли Андрея Миронова» Юрий Васильев: «Я никогда не играл роли Андрея Миронова»

Всю жизнь в актерском мире меня преследуют путаницы с моей «редкой» фамилией

Караван историй
«Флейшман в беде»: лучший сериал о кризисе среднего возраста и переживании развода «Флейшман в беде»: лучший сериал о кризисе среднего возраста и переживании развода

«Флейшман в беде» — одно из лучших описаний банальной семейной драмы

Forbes

Ради неё он бросил свою верную подругу Дженнифер Флавин — и остался в дураках

VOICE
«Содружество» переработает амурскую сою «Содружество» переработает амурскую сою

В 2023 году компания «Содружество» начнет строительство нового предприятия в ДФО

Агроинвестор
Собрали все: 10 умных способов использовать белый уксус вне кухни Собрали все: 10 умных способов использовать белый уксус вне кухни

Нестандартные способы применения уксуса в быту

ТехИнсайдер
6 научно доказанных преимуществ быть владельцем кота 6 научно доказанных преимуществ быть владельцем кота

Кошки способны изменить вашу жизнь к лучшему!

ТехИнсайдер
Как пережить развод правильно и не бояться новых отношений: практические советы Как пережить развод правильно и не бояться новых отношений: практические советы

Как расстаться с прошлым и начать новую жизнь?

Psychologies
Иск о разморозке: стоит ли российским инвесторам судиться со странами ЕС Иск о разморозке: стоит ли российским инвесторам судиться со странами ЕС

Инвесторам пришло время подумать о плане Б

Forbes
Открыть в приложении