Нанотехнология имеет огромный потенциал для улучшения нашей жизни. Она может оказаться полезной для окружающей среды, сократив например нашу зависимость от нефти путем создания новых энергосистем на основе углеродных нанотрубок - которые могут проводить электричество в 1000 раз лучше медных проводов или тонких и дешевых солнечных нанобатарей.
Наноструктуры могут улучшить аккумуляторы для следующего поколения гибридных автомобилей: например, наноструктурированные электроды из лития и фосфата железа меньше и легче, менее токсичны и могут сохранять больше энергии, чем обычные литиевые аккумуляторы.
Много перспектив у нанотехнологии и в области медицины: от доставки лекарств непосредственно в опухоль до новых методов операций на сердце.
Однако существующие методики и нормативы не в состоянии правильно оценить риски применения новых материалов. Возьмем пример с серебряными нанопокрытиями. Где только не применяется (уже!) наносеребро: от противогрибковых вкладышей в обувь до «био»-стиральных машин, от компьютерных мышек с нанопокрытием серебра до поручней в метро.
Но влияние наночастиц серебра в настоящее время до конца не изучено. Что мы знаем кроме антибактериального воздействия?
Серебро является мощным экологическим токсином, уступая в ущербе только ртути. Оно убивает без разбора беспозвоночных животных и любые микроорганизмы, обладает непосредственным влиянием на репродуктивные возможности моллюсков и рыб. Причем в виде наночастиц свойства серебра усиливаются по экспоненте, вплоть до возможности даже проникать сквозь защитные барьеры клеток организма и даже напрямую в мозг.
Таким образом перед нами встает необходимость новых исследований по теме Токсикология наночастиц, чтобы выяснить какая угроза серьезнее: птичий грипп или разбрызгивание наносеребра в вагонах метро.
Nanocomp Technologies из Конкорда начинает производство листов из углеродных нанотрубок размерами примерно метр на два метра, которые вероятно будут применяться в качестве электропроводников в самолетах и спутниках вместо медных проводов. Это поможет уменьшить вес аппарата и следовательно сэкономить топливо.
Разрабатываемые Nanocomp наноматериалы обладают уникальным соотношением высокая прочность - вес, электро- и теплопроводностью, а также огнеупорностью, поэтому на порядок превосходят по качествам другие современные материалы и найдут применение в экранировании электромагнитных помех, электропроводниках, теплопроводниках, молниезащите и т.д.
В современной медицине используются эндопротезы – трубки с металлическим каркасом - для восстановления нормального кровотока в закупоренных сосудах. Однако у части пациентов отмечаются реакция организма на имплантант как на инородное тело, повторное засорение артерии и тромбоз – что может вызвать фатальные последствия.
Согласно исследованию, представленному на 20-м ежегодном международном симпозиуме по эндоваскулярной терапии ISET, который завершился вчера во Флориде, эндопротезы с нанопокрытием из Polyzene-F, инертного с медицинской точки зрения материала, не вызывают реакции отторжения и тромбоза.
В данном исследовании применялась нанопленка Polyzene-F (poly[bis(trifluroexthoxy)phosphazene]) толщиной 40 нм на эндопротезе из кобальт-хрома. Это покрытие может иметь и другие медицинские применения.
Графен в сто раз тоньше, чем теоретически наименьший кремниевый транзистор, и графен лучше проводит электричество. Но графеновая пленка имеет тенденцию к сворачиванию и реагирует с окружающей средой, что затрудняет производство такого устройства.
Графит обладает большинством из преимуществ графена и с ним намного проще работать.
Yakov Kopelevich и Pablo Esquinazi из Бразильского государственного университета заявляют, что всеми полезными свойствами графена обладает многослойная система графита с разделителями из графеновых пленок, он гораздо дешевле и легче в производстве и не сворачивается благодаря эффекту стабилизации смежных слоев.
Такая конструкция может стать основой для будущего графеновой электроники.
Разработан процесс для создания сложных миниатюрных твердотельных волноводов, которые могут направлять оптические сигналы в трех измерениях. Оптические компьютеры могли бы приблизиться к теоретической скорости фотонного выключателя, который по оценкам работает на частотах порядка петагерца (10 ** 15). Таким образом на практике возможно построить компьютер в тысячу или в 1 миллион раз быстрее современных процессоров (4 гигагерца).
3d волновод прорезан в фотонных кристаллах и может использоваться для управления светом, он потенциально может широко применяться от высокоэффективных лазеров до оптических телекоммуникаций.
Фотонные кристаллы могут быть построены из частиц кварца. Когда они собраны в точном трехмерном порядке, они обладают отличным отражением во всех углах падения луча, причем диапазон длин волн определяется размером частиц кристалла.
Луч света, входящий в такой канал, сможет выйти из кристалла только через этот канал, таким образом мы получаем возможность управлять лучом самыми разнообразными способами, вплоть до фотонной ловушки.
У вас есть замечательный шанс выиграть самый маленький приз за всю историю человечества! Ну и вдобавок получить 1000 долларов нормального размера…
Что нужно? Выиграть в конкурсе .
Чтобы принять участие в соревновании, нужно сделать видео с демонстрацией любого физического аспекта в футболе. Готовое видео нужно загрузить на YouTube с тегом nanobowl до 3 февраля 2008 года.
Возможности ничем не ограничены: это может быть динамика давления в мяче, траектория вращения и многое другое… Только надо учесть, что речь идет об американском футболе, но с точки зрения физики это не принципиально. Несколько примеров такого видео есть
Приз уже сейчас изготавливается в Университете Корнелла (Нью-Йорк), его можно будет увидеть только в очень хороший микроскоп.
В автомобилях для очистки выхлопных газов применяются специальные катализаторы, содержащие дорогостоящие металлы, такие как платина или палладий. Эти металлы служат для поддержания химических реакций очистки, но со временем частицы металла под воздействием температур слипаются, что приводит к уменьшению их полезной площади и снижению эффективности катализатора. По этой причине сейчас приходится применять Pt или Pd в бОльших количествах, что разумеется сказывается на цене.
Теперь Mazda объявила о разработке катализатора с применением нанотехнологий, когда наночастицы металла размером до 5 нанометров жестко размещаются на керамической подложке и не образуют конгломератов при нагревании. Следовательно количество дорогого металла в каталитических конверторах может быть уменьшено на 70-90% без ухудшения их полезных свойств. Кроме того, новый материал может поддерживать стабильный уровень эффективности в течение длительного времени даже при самых жестких эксплуатационных режимах.
Разрабатывается технология для получения дешевой солнечной энергии, которая продолжает работать и после захода Солнца.
Технология использует специальный производственный процесс для нанесения металлических наноантенн (крошечных квадратных спиралек) на лист пластмассы. Такая конструкция позволяет получать до 80% энергии солнечного света, в то время как существующие солнечные батареи могут использовать только 20%.
Так как размер наноантенны очень невелик, то они поглощают энергию в инфракрасной части спектра, уже за пределами человеческого зрения. Солнце излучает много тепловой энергии, часть из которой поглощается землей и другими объектами, а позже излучается в течение многих часов после заката, наноантенны могут получать и это тепловое излучение с более высокой эффективностью, чем обычные солнечные батареи.
Нанесение наноантенн на гибкий пластик делает их применение гораздо более удобным и многовариантным по сравнению с распространенными сейчас кремниевыми панелями - от покрытия крыш домов до полиэтиленовых пакетов. К тому же использование недорогих материалов при массовом производстве сделают такую батарею дешевле обычного коврика.
Есть два главных подхода к созданию структур в масштабе нанометра: позиционная сборка и самосборка.
При позиционной сборке исследователи используют какие-либо устройства, вроде миниатюрного робота-манипулятора или другого микроскопического инструмента для сборки молекул одна за другой вручную.
С другой стороны, самосборка намного менее кропотлива, потому что использует естественную тенденцию определенных молекул находить друг друга. Для самособирающихся компонентов все, что требуется от человека - это поместить достаточное их количество в пробирку и позволять им автоматически собраться в нужные конфирурации согласно их естественных свойств.
Построение сложной нанороботной системы требует таких технологий производства, в которых молекулярные структуры выстраиваются с помощью компьютерной модели diamond mechanosynthesis (DMS). DMS - это управляемое добавление атомов углерода к поверхности алмазной кристаллической решетки в вакууме. Ковалентные химические связи формируются последовательно как результат позиционно приложенных механических усилий в запрограммированной последовательности.
Nanocomp 
Разработан процесс для создания сложных миниатюрных твердотельных волноводов, которые могут направлять оптические сигналы в трех измерениях. Оптические компьютеры могли бы приблизиться к теоретической скорости фотонного выключателя, который по оценкам работает на частотах порядка петагерца (10 ** 15). Таким образом на практике возможно построить компьютер в тысячу или в 1 миллион раз быстрее современных процессоров (4 гигагерца).
Чтобы принять участие в соревновании, нужно сделать видео с демонстрацией любого физического аспекта в футболе. Готовое видео нужно загрузить на YouTube с тегом nanobowl до 3 февраля 2008 года.
Технология использует специальный производственный процесс для нанесения металлических наноантенн (крошечных квадратных спиралек) на лист пластмассы. Такая конструкция позволяет получать до 80% энергии солнечного света, в то время как существующие солнечные батареи могут использовать только 20%.