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 увеличить шрифт в Яндексе Браузере на смартфоне или компьютере Как увеличить шрифт в Яндексе Браузере на смартфоне или компьютере

Рассказываем, как увеличить шрифт в Яндексе, используя настройки браузера

CHIP
План на год План на год

Есть международные дни здоровья, чтобы напомнить нам о профилактике

Лиза
Можно ли спастись, если похоронили заживо: руководство по восстанию из мертвых Можно ли спастись, если похоронили заживо: руководство по восстанию из мертвых

Как действовать в случае, если вы случайно оказались в могиле?

ТехИнсайдер
Игрушки из коляски: может ли книга принца Гарри привести к его исключению из семьи Игрушки из коляски: может ли книга принца Гарри привести к его исключению из семьи

Что можно узнать о королевской семье из книги принца Гарри?

Forbes
Как повесить телевизор на стену: подробная инструкция и несколько лайфхаков Как повесить телевизор на стену: подробная инструкция и несколько лайфхаков

Как правильно повесить телевизор на стену: что нужно учесть заранее

CHIP
Вечность болот Вечность болот

Самые крупные болотистые территории на Земле

Вокруг света
Женщины могут быть абьюзерами мужчин, но их не осуждают: мнение читательницы и психолога Женщины могут быть абьюзерами мужчин, но их не осуждают: мнение читательницы и психолога

Входим ли мы в мир, где сильному полу станет опасно оказывать женщинам внимание

Psychologies
Другой LX. Тест-драйв нового полноприводного кроссовера Exeed Другой LX. Тест-драйв нового полноприводного кроссовера Exeed

У младшей модели премиум-бренда Exeed появился привод на все четыре колеса

РБК
Астрономы показали, как выглядит гигантский космический Астрономы показали, как выглядит гигантский космический

Гигантский пузырь был создан несколькими взрывами сверхновых

ТехИнсайдер
Хроники потерянного человека Хроники потерянного человека

Николай Досталь и его герои

Weekend
Краткая история появления кроссоверов Краткая история появления кроссоверов

История появления кроссоверов запутана и берёт начало из нескольких источников

4x4 Club
С чистого листа С чистого листа

Современный расслабленный интерьер с элементами классики

SALON-Interior
Автономная станция подлёдного лова на шасси Volkswagen Amarok Автономная станция подлёдного лова на шасси Volkswagen Amarok

О чём мечтают любители зимней рыбалки? О хорошем клёве? Нет!

4x4 Club
ООН заявляет, что озоновый слой восстанавливается. Дыра затянется к 2066 году ООН заявляет, что озоновый слой восстанавливается. Дыра затянется к 2066 году

Защитный озоновый слой Земли постепенно восстанавливается

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
Как справиться с депрессией? Ученые дали необычный ответ! Как справиться с депрессией? Ученые дали необычный ответ!

Страдающие от депрессии люди могут помочь себе неочевидным способом

ТехИнсайдер
Почему Ил-86 и «Боинг-747» такие похожие и одновременно разные Почему Ил-86 и «Боинг-747» такие похожие и одновременно разные

Почему у Ила-86 и «Боинга-747» столько отличий?

ТехИнсайдер
Почему россияне массово бегут смотреть «Чебурашку»? Объясняет психолог Почему россияне массово бегут смотреть «Чебурашку»? Объясняет психолог

Фильм с любимым с детства героем оказывается неожиданно своевременным

Psychologies
Вредная свекровь, сосед или коллега? Как наладить отношения с неприятным человеком — советы коуча Вредная свекровь, сосед или коллега? Как наладить отношения с неприятным человеком — советы коуча

Что делать, если приходится налаживать контакт с тем, кто тебе неприятен?

Psychologies
6 «полезных» продуктов, которые вредят сильнее фастфуда 6 «полезных» продуктов, которые вредят сильнее фастфуда

Некоторые продукты незаслуженно причислены к лику ЗОЖ

Maxim
Как правильно почистить организм после праздников Как правильно почистить организм после праздников

Узнай, как вернуться в строй после длинных выходных и не навредить самому себе

Maxim
Наталия Белохвостикова: Наталия Белохвостикова:

Наталия Белохвостикова вспоминает о своем муже Владимире Наумове

Коллекция. Караван историй
Как правильно спать: 6 распространенных ошибок — советы косметолога Как правильно спать: 6 распространенных ошибок — советы косметолога

Самые распространенные ошибки, которые мы совершаем после захода солнца

Psychologies
6 успешных коллабораций люкса и стритвира 6 успешных коллабораций люкса и стритвира

Какова цена хайпа?

Правила жизни
Бактерия размером с муху и марсианская магма: чем удивила наука в 2022 году Бактерия размером с муху и марсианская магма: чем удивила наука в 2022 году

Научный обозреватель Анатолий Глянцев рассказывает о главных событиях 2022 года

Forbes
Хотите ускорить свой путь к успеху? Используйте этот 4-шаговый подход к постановке целей Хотите ускорить свой путь к успеху? Используйте этот 4-шаговый подход к постановке целей

Четыре шага, которые помогут составить план и быстро добиться успеха в карьере

Inc.
Украсть ребенка Украсть ребенка

Психолог рассказывает об одном из самых необычных случаев в ее практике

СНОБ
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
Президент Сорбонны и Галина Тимченко: самые успешные женщины из списка «50 Over 50» Президент Сорбонны и Галина Тимченко: самые успешные женщины из списка «50 Over 50»

Несколько ярких карьерных историй женщин старше 50 лет

Forbes
Жанна д’Арк при осаде Орлеана Жанна д’Арк при осаде Орлеана

Картина французского живописца Жюля-Эжена Леневё, посвященная посланнице Бога

Дилетант
Открыть в приложении