Фундаментальные и прикладные исследования в нанотехнологии

Фундаментальные и прикладные исследования  

Выполнила:

Бакраева А. экология 303

Проверила:

Молдагазиева Ж.

Фундаментальные и прикладные исследования  

Нанотехнология — это междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.

Фундаментальные положения 

Одним из методов, используемых для изучения нанообъектов, является сканирующая зондовая микроскопия. В рамках сканирующей зондовой микроскопии реализованы как не оптические, так и оптические методики. 

Исследований  свойств поверхности  с помощью сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) проводят на воздухе  при атмосферном  давлении, вакууме  и даже в жидкости. Различные СЗМ  методики позволяют  изучать как проводящие, так и не проводящие объекты. Кроме того, СЗМ поддерживает совмещение с другими  методами исследования, например с классической оптической микроскопией и спектральными  методами.

Наноматериалы 

    Наноматериалы - это материалы, структурированные на уровне молекулярных размеров или близком к ним. Структура может быть более или менее регулярной или случайной. Поверхности со случайной наноструктурой могут быть получены обработкой пучками частиц, плазменным травлением и некоторыми другими методами

Наночастицы 

      Современная тенденция к миниатюризации показала, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если взять очень маленькую частицу этого вещества. Частицы, размерами от 1 до 100 нанометров обычно называют «наночастицами». Так, например, оказалось, что наночастицы некоторых материалов имеют очень хорошие каталитические и адсорбционные свойства. Другие материалы показывают удивительные оптические свойства, например, сверхтонкие пленки органических материалов применяют для производства солнечных батарей. Такие батареи, хоть и обладают сравнительно низкой квантовой эффективностью, зато более дёшевы и могут быть механически гибкими. Удается добиться взаимодействия искусственных наночастиц с природными объектами наноразмеров — белками, нуклеиновыми кислотами и др. Тщательно очищенные наночастицы могут самовыстраиваться в определенные структуры. Такая структура содержит строго упорядоченные наночастицы и также зачастую проявляет необычные свойства.

Нанотехнологические сенсоры и анализаторы 

    Использование микро-  и нанотехнологий позволяет многократно повысить возможности по обнаружению и анализу сверхмалых количеств различных веществ. Одним из вариантов такого рода устройства является "лаборатория на чипе" (lab on a chip. Это пластинка, на поверхности которой упорядоченно размещены рецепторы к нужным веществам, например, антитела. Прикрепление молекулы вещества к рецептору выявляется электрическим путем или по флюоресценции. На одной пластинке могут быть размещены датчики для многих тысяч веществ.

Прикладные  положения 

Нанотехнология выступает связующим звеном, объединяющим подходы и методики разных дисциплин. С этим обстоятельством связана основная трудность в развитии и практическом внедрении нанотехнологий – необходимость постоянного сотрудничества и согласования между учеными разных специальностей.

Нанотехнология в информационных технологиях 

• Устройства  с очень малым энергопотреблением
• «Карманные» суперЭВМ
• Запоминающие устройства нового типа
• Повышение характеристик ЭВМ на три порядка

Нанотехнология в медицине 

Новые парадигмы в медицине: создание долгосрочных и эффективных  систем контроля здоровья, непрерывный контроль за состоянием организма. Реализация идей восстанавливающей  медицины. Возникновение  медицины «малого» вмешательства. 

Измерение содержания различных  веществ в организме, лечебные операции при  необходимости.   

Реализация  идей «индивидуальной» медицины. 

Разработка  лекарственных препаратов с новым механизмом действия . 

Производство  искусственных тканей и органов, не вызывающих реакцию отторжения 

Нанотехнология в сельском хозяйстве 

• Решение проблемы нехватки питания
• Создание стабильного и достаточного сельскохозяйственного производства
• Широкое применение техники ДНК-чипов и ДНК-анализа

Литература: 

1. Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника М.2006

 
 
 
 

1. Мейер К., Дэвис  С. Живая организация: Компания как  живой организм: Грядущая конвергенция информатики, нанотехнологии, биологии и бизнеса. М. 2007