Презентация - Основные достижения нанотехнологии, проблемы и перспективы развития наноматериалов

Основные достижения нанотехнологии, проблемы и перспективы развития наноматериалов

Нанотехнологии
Совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества и позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба.

Наноинженерия
передовая технология, применяющаяся в большинстве отраслей от электроники до энергетики, медицины и биотехнологии
Наноинженерия
(Nanofabrication) Нанофабрикация.(Nanomanufacturing) Нанопроизводство
исследовательская деятельность, основанная на разработке новых материалов и процессов.экономическая деятельность с промышленными производственными объектами с более или менее полностью автоматизированными сборочными линиями

Применение нанонауки
Инженерия и электроника Медицина Робототехника Текстиль Энергетический сектор Военное дело

Балоян Б.М., Колмаков А.Г., Алымов М.И., Кротов А.М. Наноматериалы. Классификация, особенности свойств, применение и технологии получения. Учебное пособие

Применение нанотехнологий в медицине
Растягивание участка ДНК, чтобы врач мог исследовать или оперировать его, или создание нанороботов, которые могут «ходить» и выполнять ремонт внутри компонентов клетки. Наноклетки на основе ДНК можно использовать для лечения рака.
Нановолокна - это специальные материалы для перевязки ран и хирургического текстиля, материалы, используемые в имплантатах, тканевой инженерии и компонентах искусственных органов.

Применение нанотехнологий в текстильной промышленности
С помощью нанотекстиля становится возможным создавать одежду и обувь, на 100% водо- и грязестойких.
Нанотехнологии широко используются в текстильном производстве для создания новых материалов, которые можно использовать не только в военных целях, но и в повседневной жизни.

Другие способы применения нанотехнологий включают:
создание высокопрочных нанокристаллических и аморфных материалов, негорючих нанокомпозитов на полимерной основе; элементы наноэлектроники и нанофотоники, полупроводниковые, транзисторы и лазеры, фотодетекторы, солнечные элементы, сенсоры и др.; устройства сверхплотной записи информации; телекоммуникационные, информационные и вычислительные технологии, суперкомпьютеры; молекулярные электронные устройства, в том числе переключатели и электронные схемы на молекулярном уровне;

Другие способы применения нанотехнологий включают:
нанолитографию и наноимпринтинг; устройства микро— и наномеханики, актюаторы и трансдукторы, молекулярные моторы и наномоторы, нанороботы; нанохимию и катализ (катализаторы, адсорбенты, молекулярные фильтры и сепараторы); топливные элементы, электрические аккумуляторы и др. преобразователи энергии, устройства для хранения энергии; фармацевтику, биополимеры и заживление биологических тканей, клиническую и медицинскую диагностику, создание искусственных мускулов, костей, имплантацию живых органов.

Наноматериалы
Материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм и обладающие качественно новыми свойствами функциональными и эксплуатационными характеристиками. Наноматериалы - материалы со средним размером менее 100 нанометров. Для сравнения: средняя ширина человеческого волоса составляет порядка 100 000 нанометров, а одна частица дыма - порядка 1000 нанометров.

Размеры: атом кремния 0.24 нм; молекула С60 – 0.75 нм; диаметр спирали ДНК – 2 нм; длина одного витка ДНК – 3.4 нм; молекула гемоглобина – 6.4 нм; пиконановирусы – 20 нм; молекула гемоцианина – 50 нм; бактерии Mycoplasma mycoides 100-250 нм; мимовирусы – 500 нм; эритроциты человека – 8000 нм (уже 8 микрон).

Балоян Б.М., Колмаков А.Г., Алымов М.И., Кротов А.М. Наноматериалы. Классификация, особенности свойств, применение и технологии получения. Учебное пособие

Наноматериалы используются для того, чтобы воспользоваться их небольшим размером и новыми свойствами по сравнению с традиционными аналогами. Свойства наноматериалов отличаются от свойств обычных материалов по двум основным причинам: увеличенная относительная площадь поверхности и квантовый эффект. Поскольку наноматериалы имеют более высокое отношение площади поверхности к объему, это влияет на способность к химическим реакциям и прочность материала. В малых наномасштабах квантовые эффекты определяют новое поведение материалов.

Свойства наноматериалов
Физические свойства наноматериалов зависят от их размера и формы. Наноматериалы могут иметь значительно более низкую температуру плавления. Наноматериалы могут иметь теоретическую прочность на один-два порядка выше прочности сыпучих материалов. Высокая реакционная способность. Большая роль поверхностных эффектов.

Балоян Б.М., Колмаков А.Г., Алымов М.И., Кротов А.М. Наноматериалы. Классификация, особенности свойств, применение и технологии получения. Учебное пособие

Методы получения наноматериалов

Методы получения наноматериалов

http://kbogdanov1.narod.ru/