Нанотехнологии и наноматериалы

Удачные инновации в нанотехнологии в 2010 году пусть вам принесет это дерево, представляющее собой моделирование молекулярной структуры вложенных наноконусов углерода.

Корпускулярная модель жилища представлена в дипломном проекте 2006 года Алексиса Уиллиса - он разработал модель нанокомнаты - nanoroom.

Стены помещения покрыты гибкой мембраной - экраном, меняющим цвет и узор в соответствии с ситуацией или вопроизводящим мультимедиа.

Комната заполнена нанороботами, запрограммированными на построение требуемых структур - по вашему желанию появляются и исчезают столы и стулья, полки, диваны и даже посуда.

Смотрим:

Конференция состоится 25-27 ноября 2008 года в г. Фрязино Московской области.

Цель конференции – содействие деловому сотрудничеству в сфере создания и развития наноиндустриальных производств, ориентированных на получение принципиально новых видов продукции, снижение энергоемкости технологических процессов, повышение безопасности, улучшение условий и качества жизни людей путем практического использования нанотехнологий.

Контакты: Россия, 115184, Москва, ул. Б. Татарская, 38. Оргкомитет Конференции «Нанотехнологии - производству 2008». Телефоны (095) 953-53-94, 951-32-17, 951-59-00. Факс: (095) 953-53-82

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.

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.

В настоящий момент у нанотехнологии остро ощущается нехватка инструментов для эффективного построения и измерения наноструктур. Для решения этих задач требуются механические системы, оперирующие в диапазоне нескольких миллиметров с субнанометрической точностью.Совсем недавно французы разработали систему 2D нанопозиционирования, которая может удовлетворять указанным требованиям. Кроме того, новый инструмент, основанный на интерференционном датчике и оптоэлектронике, может применяться также в стандартных атомных микроскопах и литографии.

Многие современные инструменты работают в миллиметровом диапазоне с нано разрешением, но их воспроизводимость и точность по-прежнему превышают десятки нанометров по причине собственных механических дефектов, а лучшее на данный момент устройство имеет точность около 100 нм.

Эта проблема в скором будущем может стать очень серьезным препятствием в развитии нанотехнологий.

Читать далее »