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
Какой алкоголь пьют в культовых советских комедиях? Какой алкоголь пьют в культовых советских комедиях?

Мы изучили вопрос и опознали многие напитки из советских комедий

Maxim
Бонни Гармус: «Уроки химии». Бестселлер New York Times Бонни Гармус: «Уроки химии». Бестселлер New York Times

Отрывок из трагикомического романа «Уроки химии»

СНОБ
Оставайся самой собой: как Обри Плаза приучает Голливуд к неидеальным героиням Оставайся самой собой: как Обри Плаза приучает Голливуд к неидеальным героиням

Как Обри Плаза учит любить странных героинь с недостатками

Forbes
Разговор с подростком о сущности метавселенной Разговор с подростком о сущности метавселенной

Каким будет начало метавселенной и кем в ней стать?

СНОБ
«Несовершенные»: роман о женщинах, которые все время ищут способы себя исправить «Несовершенные»: роман о женщинах, которые все время ищут способы себя исправить

Отрывок из «Несовершенных» об отношении общества к несовершенствам женского тела

Forbes
Наследство Иваны Трамп: что и кому оставила экс-супруга бывшего президента США Наследство Иваны Трамп: что и кому оставила экс-супруга бывшего президента США

Ивана Трамп не оставила своему бывшему супругу в наследство ничего

Forbes
«Одинокий волк» или эффективный бизнесмен? | A “Lone Wolf” or an Effective Businessman? «Одинокий волк» или эффективный бизнесмен? | A “Lone Wolf” or an Effective Businessman?

Сравнительный анализ образов соцпредпринимателя в России, Казахстане и Беларуси

Позитивные изменения
Как работает телефон неотложной психологической помощи и почему не стоит ее бояться Как работает телефон неотложной психологической помощи и почему не стоит ее бояться

Как вам могут помочь сотрудники неотложной психологической помощи?

Psychologies
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
Лицо дома Лицо дома

Тренды и стильные решения для создания интерьера прихожей

Лиза
Темные джинсы - на выброс: стилисты показали 7 брюк, которые модные девушки будут носить весь год Темные джинсы - на выброс: стилисты показали 7 брюк, которые модные девушки будут носить весь год

Самые трендовые брюки ближайших сезонов

VOICE
Варисцитовые бусины из Франции указали на контакты с жителями Иберии эпохи неолита Варисцитовые бусины из Франции указали на контакты с жителями Иберии эпохи неолита

Ученые исследовали 17 варисцитовых бусин, обнаруженных в пещере Сальпетр

N+1
Все актеры, игравшие Фандорина в кино — кто лучше всех попал в образ самого везучего сыщика? Все актеры, игравшие Фандорина в кино — кто лучше всех попал в образ самого везучего сыщика?

Кто из российских актеров воссоздавал образ Эраста Петровича Фандорина

VOICE
Новый метод фМРТ поможет объяснить, как работает глубокая стимуляция мозга при лечении расстройств и зависимостей Новый метод фМРТ поможет объяснить, как работает глубокая стимуляция мозга при лечении расстройств и зависимостей

Разработан новый метод сверхбыстрого фМРТ

ТехИнсайдер
Модернистский храм, барный кластер в Замоскворечье и закопанный гелендваген: знаковые проекты архитектора Валерия Лизунова Модернистский храм, барный кластер в Замоскворечье и закопанный гелендваген: знаковые проекты архитектора Валерия Лизунова

Подборка самых интересных проектов Валерия Лизунова и его бюро

СНОБ
Горячий сезон Горячий сезон

Аргентинцы не представляют себе праздничного застолья без рагу локро

Вокруг света
Не только Алек Болдуин: голливудские знаменитости, которые совершили непредумышленные убийства Не только Алек Болдуин: голливудские знаменитости, которые совершили непредумышленные убийства

У этих звезд были серьезные проблемы с законом

VOICE
Софья Евстигнеева: Софья Евстигнеева:

Софья Евстигнеева не представляет жизни без театра и очень любит съемки в кино

Коллекция. Караван историй
Как понравиться на первом свидании Как понравиться на первом свидании

О чем говорить на первом свидании? Как понравиться?

Psychologies
Когда в России начали колядовать? Когда в России начали колядовать?

Колядование — старинный обряд, но где и как он возник

Культура.РФ
На изящном: Жан-Мишель Баския и античные мотивы На изящном: Жан-Мишель Баския и античные мотивы

Если вы не задумывались, о чем писал картины Баския, этот текст вам очень нужен

Правила жизни
Аура океана Аура океана

50‑метровая стальная яхта Ocean Z строилась on speculation

Y Magazine
Что нужно знать об одобрении типа транспортного средства (ОТТС) Что нужно знать об одобрении типа транспортного средства (ОТТС)

Для чего нужен ОТТС, как его получить и какую информацию он содержит

РБК
Давай снижайся Давай снижайся

Как сбить температуру у ребенка и когда это требуется

Лиза
«Удалось избежать травмы»: Дарья Мороз рассказала о реакции дочери на развод с Константином Богомоловым «Удалось избежать травмы»: Дарья Мороз рассказала о реакции дочери на развод с Константином Богомоловым

Дарья Мороз устроила серьезный разговор с дочерью Анной

VOICE
Праздник посреди руин: какой была жизнь Джины Лоллобриджиды за кадром Праздник посреди руин: какой была жизнь Джины Лоллобриджиды за кадром

Джина Лоллобриджида: секс-символ послевоенного кино и талантливый фотограф

Forbes
Потерял паспорт и прожил в терминале аэропорта 18 лет: нелепая история Мехрана Нассери Потерял паспорт и прожил в терминале аэропорта 18 лет: нелепая история Мехрана Нассери

История человека, который на 18 лет стал узником терминала аэропорта во Франции

ТехИнсайдер
Самые обедневшие в 2022 году российские миллиардеры Самые обедневшие в 2022 году российские миллиардеры

Кто и почему больше всех потерял из миллиардеров России?

Forbes

Самые странные вещи, которые они американцы говорили иностранцам

VOICE
Открыть в приложении