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

Генетики указали на африканское происхождение найденных в Чарльстоне останков людей XVIII века Генетики указали на африканское происхождение найденных в Чарльстоне останков людей XVIII века

Люди из Чарльстона XVIII века оказались там в результате работорговли

N+1
Как перестать бояться и начать коллекционировать искусство Как перестать бояться и начать коллекционировать искусство

Личная коллекция искусства — это привилегия узкого круга людей?

СНОБ
«Волковская пивоварня». Пиво имени себя «Волковская пивоварня». Пиво имени себя

Директор «Волковской пивоварни» рассказал нам как живёт российский крафт

4x4 Club
10 бытовых проблем, с которыми с легкостью справится обычный крахмал: супер-полезные лайфхаки для дома 10 бытовых проблем, с которыми с легкостью справится обычный крахмал: супер-полезные лайфхаки для дома

От косметических средств до мытья окон — крахмал способен на многое

ТехИнсайдер
История городов будущего: от античного полиса до города «по интересам» |  The History of Cities of the Future: from the Ancient Polis to the City Based on Interests История городов будущего: от античного полиса до города «по интересам» |  The History of Cities of the Future: from the Ancient Polis to the City Based on Interests

Как менялось понимание города в разные исторические эпохи?

Позитивные изменения
Чем отличается чашка от кружки, заяц от кролика и еще 8 пар слов, которые постоянно путают Чем отличается чашка от кружки, заяц от кролика и еще 8 пар слов, которые постоянно путают

Разберемся же, наконец, чем отличается джем от варенья и не только

ТехИнсайдер
Сильная и созависимая женщина. Почему алкоголизм мужа всегда сигнализирует о созависимости у жены Сильная и созависимая женщина. Почему алкоголизм мужа всегда сигнализирует о созависимости у жены

История героини, которая лечится от созависимости и комментарий психолога

СНОБ
Можно ли обойтись без дорожных реагентов? Эти 7 способов используют в разных странах Можно ли обойтись без дорожных реагентов? Эти 7 способов используют в разных странах

Традиционным реагентам есть несколько альтернатив. У каждой есть плюсы и минусы

ТехИнсайдер
Старичок, которого не смог поднять Мухаммед Али: трюк Джонни Кулона, который до сих пор используют фокусники Старичок, которого не смог поднять Мухаммед Али: трюк Джонни Кулона, который до сих пор используют фокусники

Джонни Кулон — фокусник в легком веке, которого никто не мог поднять

VOICE
Винишко на миллион: бывшая «Мисс Мексика» задержана за кражу в стиле Гая Ричи Винишко на миллион: бывшая «Мисс Мексика» задержана за кражу в стиле Гая Ричи

Ограбление, которое по своей эффектности больше напоминает сюжет для фильма

Maxim
6 главных причин, почему бывшие возвращаются 6 главных причин, почему бывшие возвращаются

Зачем люди из прошлого решают объявиться снова?

Psychologies
Крокодиловы слезы: могут ли животные плакать? Крокодиловы слезы: могут ли животные плакать?

Животные не смогут поделиться с нами, грустно им или нет. Почему же они плачут?

ТехИнсайдер
Что бодрит сильнее кофе: неожиданные напитки и продукты, которые помогут реактивно стартовать утром Что бодрит сильнее кофе: неожиданные напитки и продукты, которые помогут реактивно стартовать утром

Не только кофе: попробуй другие продукты и напитки — природные энергетики

VOICE
Домашнее насилие: как понять, что это уже оно и какие шаги предпринять — рассказывает психолог Домашнее насилие: как понять, что это уже оно и какие шаги предпринять — рассказывает психолог

Как отличить домашнее насилие от проблем в отношениях?

VOICE
В Италии обнаружили убитого мечом средневекового мужчину В Италии обнаружили убитого мечом средневекового мужчину

Антропологи исследовали останки из средневекового захоронения

N+1
Как связаны секс и финансы: 7 способов разбогатеть, улучшив свою интимную жизнь Как связаны секс и финансы: 7 способов разбогатеть, улучшив свою интимную жизнь

Сексуальная жизнь напрямую связана со способностью человека хорошо зарабатывать

Maxim
Верить нельзя проверить Верить нельзя проверить

Оцениваем истинный урон окружающей среде на всех этапах жизненного цикла яхты

Y Magazine
Едим по-русски: история знаменитого салата оливье и не только Едим по-русски: история знаменитого салата оливье и не только

Кто придумал эти традиционные русские блюда и как изменился рецепт?

Лиза
Как выйти из френдзоны: 5 советов психолога для мужчин и женщин Как выйти из френдзоны: 5 советов психолога для мужчин и женщин

Вы испытываете к другу или подруге нечто большее, чем просто дружеские чувства?

Psychologies
Audi Q3. Совершенство не может стоить дёшево Audi Q3. Совершенство не может стоить дёшево

Audi Q3: сильные и слабые стороны кроссовера

4x4 Club
Самый красивый маньяк СССР: как 25-летний мужчина использовал свою красоту в качестве оружия, которое его же и погубило Самый красивый маньяк СССР: как 25-летний мужчина использовал свою красоту в качестве оружия, которое его же и погубило

Самый странный маньяк в истории — никто так и не понял мотива его преступлений

ТехИнсайдер
Умер от менингита после тура с Джонни Деппом обладатель семи премий Grammy Джефф Бек Умер от менингита после тура с Джонни Деппом обладатель семи премий Grammy Джефф Бек

Джефф Бек ушел из жизни после триумфального гастрольного тура с Джонни Деппом

VOICE
Ангелина Стречина. Исполнение желаний Ангелина Стречина. Исполнение желаний

Мне везет работать в атмосфере любви, с хорошими режиссерами и партнерами

Караван историй
Ест насекомых, стучит по самолету, не пользуется мылом: самые необычные привычки знаменитостей — спорим, ты не знала Ест насекомых, стучит по самолету, не пользуется мылом: самые необычные привычки знаменитостей — спорим, ты не знала

Уверены, ты удивишься ритуалам этих звезд.

VOICE
Inc. Адаптация Inc. Адаптация

Как сохранить устойчивость разума и тела в кризисное время

Inc.
Могут ли мужчины беременеть и вынашивать детей Могут ли мужчины беременеть и вынашивать детей

Как мужчины вообще могут забеременеть? Почему беременность для них так опасна?

ТехИнсайдер
Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
«Независимость — бессознательный выбор»: диалог психоаналитиков о женском одиночестве «Независимость — бессознательный выбор»: диалог психоаналитиков о женском одиночестве

Почему женщины на самом деле одиноки?

Psychologies
Как очистить кэш на Андроиде: избавляемся от мусора Как очистить кэш на Андроиде: избавляемся от мусора

Рассказываем, как очистить кэш на Андроиде, Самсунг, Сяоми, Редми

CHIP
Театр мимики и жеста Театр мимики и жеста

Что важнее – мимика или слова и как понять язык тела?

Grazia
Открыть в приложении