Презентация - Нанотехнологии в информатике

Научно исследовательская работа Нанотехнологии в информатике г. Ростов-на-Дону 2018

Слово «нано» означает одну миллиардную часть какой-то величины. Нанометр - одна миллиардная часть метра, наноампер - одна миллиардная часть ампера. Нанотехнология — совокупность методов и приемов манипулирования веществом на атомном и молекулярном уровнях с целью производства конечных продуктов с заранее заданной атомной структурой.

Немного истории.
1982 г. В Цюрихском исследовательском центре IBM физики Герд Бинниг и Генрих Рорер (Нобелевские лауреаты 1986 г. вместе с Эрнстом Руской) создали сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), позволяющий строить трехмерную картину расположения атомов на поверхностях проводящих материалов. 2000 г. Немецкий физик Франц Гиссибл разглядел в кремнии субатомные частицы. Его коллега Роберт Магерле предложил технологию нанотомографии – создания трехмерной картины внутреннего строения вещества с разрешением 100 нм. 2002 г. Сиз Деккер соединил углеродную трубку с ДНК, получив единый наномеханизм.

Нанотехнологии.
Нанонауку можно определить как совокупность знаний об особенностях поведения вещества в нанометровом масштабе размеров, а на­нотехнологию как совокупность методов и приемов манипулирования веще­ством на атомном и молекулярных уровнях с целью производства конечных продуктов с заранее заданной атомной структурой.

Области применения.
устройства микро- и наномеханики, в том числе молекулярные моторы и наномоторы, нанороботы; нанохимия и катализ, в том числе управление горением, нанесение покрытий, электрохимия и фармацевтика; устройства контроля состояния окружающей среды; биомеханика; геномика; биоинформатика; биоинструментарий.

Создание трехмерной структуры из атомов углерода.

Поатомная сборка принципиально изменяет парадигму создания изделий.

Примеры результатов «поатомной» сборки.

Примеры специфического поведения вещества на субмикронном уровне.

Место в пространственно-временной плоскости.

Исследования в областях нанотехнологий.
Нанопористые материалы (молекулярные фильтры, адсорбенты, катализаторы, сепараторы); Нанодиагносты и нанотерапевты, определяющие характер заболевания и впрыскивающие нужные лекарства в нужной точке; Сверхпрочные материалы для авиационной, космической, «земной» промышленности;

Достижения мирового уровня.
создание нанотехнологических сканирующих зондовых приборов, туннельных и атомно-силовых микроскопов; разработка технологий нанокристалических титановых имплантантов и особостойких наноструктурных покрытий; разработка новых методов получения наноматериалов; синтез и компактирование ультрадисперсных порошков; получение наноматериалов методами интенсивной пластической деформации, кристаллизация из аморфного состояния, пленочная нанотехнология; работы в области создания интеллектуальных наноматериалов

Достижения в области информатики.
Центральные процессоры - 15 октября 2007 года компания Intel начала разработку нового прототипа процессора, содержащий наименьший структурный элемент размерами примерно 45 нм. Жесткие диски позволяют производить запись данных с атомарной плотностью информации. Сканирующий зондовый микроскоп - микроскоп высокого разрешения, основанный на взаимодействии иглы кантилевера (зонда) с поверхностью исследуемого образца. Антенна-осциллятор - устройство насчитывает 5000 миллионов атомов, осциллирует с частотой 1,49 гигагерц, что позволяет передавать с её помощью огромные объёмы информации. Плазмоны - коллективные колебания свободных электронов в металле.

Динамика бюджетных инвестиций в наноразработки за период с 1997 по 2004 годы.

Сравнительная характеристика.
Страна Источник финансирования Объем финансирования в 2004 году ($ млрд.)
США Федеральный бюджет Частный бизнес 1.6 1.7
Европейский союз Правительственное финансирование Частный бизнес 1.3 0.7
Страны Азии Правительственное финансирование Частный бизнес 1.6 1.4
Россия Минпромэнерго, минобрнауки, РАН, РФФИ Несколько десятков млн. $

Научный фонд США опубликовал динамику научно-технического развития за 1995–2009.

Развитие нанотехнологий в России с 2007 по 2009 г.

Прогнозы на будущее.

VII Международный экономический форум
Проходивший в Ростове-на-Дону 15-17 ноября, 2007 года наглядно продемонстрировал инновационный потенциал предприятий Ростовской области и Юга России. В рамках форума министерством экономики, торговли, международных и внешнеэкономических связей области была организована выставочная экспозиция «Высокие технологии XXI века».

Заключение.