Нанотехнологии в нашей жизни. Нанотехнологии в современном мире Что сделать на тему нанотехнологии
МКУ «Отдел образования администрации муниципального района Миякинский район Республики Башкортостан»
Конкурс исследовательских работ в рамках Малой академии наук школьников Республики Башкортостан»
Тема: «Нанотехнологии – символ будущего»
Номинация: « Физика, Наука и техника»
Выполнил :
Латыпов Алмаз Забирович
ученик 8 класса
Руководитель :
Миргалиева Алия Олеговна
учитель математики и физики
МОБУ СОШ с.Анясево
| Введение………………………………………………………………….. | |
| 1. Что такое нанотехнологии………….………………………………... | |
| 2. Нанотехнологии в быту………………………………………………. | |
| 3. Неньютоновская жидкость………………………………………… | |
| Заключение……………………………………………………………….. | |
| Список литературы……………………………......................................... | |
Введение
В последнее время можно часто слышать слово «нанотехнологии». Если спросить любого учёного, что это такое, и для чего нужны нанотехнологии, ответ будет краток: «Нанотехнологии изменяют привычные свойства вещества. Они преображают мир и делают его лучше».
Учёные утверждают, что нанотехнологии найдут применение в очень многих областях деятельности: в промышленности, в энергетике, в исследованиях космоса, в медицине и во многом другом. Например, крохотные нанороботы, способные проникнуть в любую клетку человеческого организма, смогут быстро лечить те или иные болезни и производить такие операции, которые не под силу даже самому опытному хирургу.
Благодаря нанотехнологиям появятся «умные дома». В них человеку практически не надо будет заниматься скучными бытовыми хлопотами. На себя эти обязанности возьмут «умные вещи» и «умная пыль». Люда станут носить одежду, которая не пачкается, более того, сообщает хозяину, что, например, пора обедать или принять душ.
Нанотехнологии позволят изобрести компьютерную технику и мобильные телефоны, которые можно будет складывать, как носовой платок, и носить в кармане.
Словом, учёные-нанотехнологи действительно намерены существенно преобразить жизнь человека.
Таким образом я сформулировал исследовательскую тему
«Нанотехнологии - символ будущего». Меня заинтересовала эта тема, потому что в будущем нам жить и работать с нанотехнологиями, а на сегодняшний день нам очень мало, что известно об этом. Я считаю, что сегодня – это самая актуальная проблема, потому что она направлена на наше с вами будущее. И я решил начать изучать и исследовать технологии будущего уже сегодня.
Актуальность работы : изучение физики началось с 7 класса. Мне этот предмет стал настолько интересным, что я решил глубже изучать его. Если я, изучив свойства неньютоновской жидкости, смогу рассказать о них своим одноклассникам, то это не только повысит их интерес к предмету, но и возможно, приведёт к желанию самостоятельно изучать другие темы, а так же проводить посильные эксперименты.
Цель:
1. Разобраться в сущности понятия «нанотехнология», раскрыть суть нанонауки.
2. Понять, как человек реализует огромный потенциал нанонауки в повседневной жизни, её перспективы и будущее.
3. Изучить, что представляет неньютоновская жидкость и какими необычными свойствами обладает.
Задачи исследования:
- Выяснить значение термина «нанотехнология».
- Найти примеры применения нанотехнологий в быту.
- Узнать о необычных свойствах жидкостей.
- Доказать, что в домашних условиях можно сделать неньютоновскую жидкость.
- Провести эксперименты, демонстрирующие необычные свойства неньютоновской жидкости.
- Предположить, где можно использовать свойства таких жидкостей.
- Рассказать сверстникам о неньютоновской жидкости и её свойствах.
Объект исследования: неньютоновская жидкость
Предмет исследования: свойства неньютоновской жидкости.
Методы исследования: сбор материала по теме, его анализ и обработка, оформление работы, создание презентации.
Выход проектного продукта: презентация
Что такое нанотехнологии
Что же такое нанотехнологии? И как именно они позволяют менять свойства вещей?
Слово «нанотехнологии» состоит из двух слов - «нано» и «технологии».
«Нано» - греческое слово, означающее одну миллиардную часть чего-нибудь, например, метра. Размер одного атома немного меньше нанометра. А нанометр настолько меньше метра, насколько обыкновенная горошина меньше земного шара. Если бы рост человека был один нанометр, то толщина листа бумаги показалась бы человеку равной расстоянию от Москвы до города Тулы, а это целых 170 километров!
Слово «технологии» означает создание из доступных материалов того, что необходимо человеку.
А нанотехнологии - это создание того, что нужно человеку, из атомов и групп атомов (они называются наночастицами) при помощи специальных приборов.
Существует два способа получения наночастиц.
Первый, более простой, метод - «сверху вниз». Исходный материал измельчают разнообразными способами до тех пор, пока частица не станет наноразмерной.
Второй - получение наночастиц путём объединения отдельных атомов, «снизу вверх». Это более сложный способ, но именно за ним учёные видят будущее нанотехнодогий. Получение наночастиц этим способом напоминает работу с конструктором. Только в качестве деталей используются атомы и молекулы, из которых учёные создают новые наноматериалы и наноустройства.
Примером первого использования нанотехнологий можно назвать – изобретение в 1883 году фотопленки Джорджем Истмэном, который впоследствии основал известную компанию Kodak.
В настоящее время нанотехнология является одним из приоритетных направлений развития Российской науки.
Нанотехнологии в быту
В настоящее время нанотехнологии находят применение в разных сферах жизнедеятельности человека. Перечислить все области, в которых эта глобальная технология применяется, практически невозможно. Можно назвать только некоторые из них.
Как оказалось, нанотехнологии часто встречаются в быту, они повсюду, просто мы об этом не знаем.
Все мы используем мыло, без которого уже не представляем личную гигиену. Никто даже не догадывается, что мыло – продукт нанотехнологии, но один из самых простых. Мыло содержит мицеллы, небольшие наночастицы, которые используются и для производства других популярных косметологических средств. Любителям солнца и шоколадного загара также помогают нанотехнологии. Солнцезащитные крема и лосьоны создаются с добавлением частиц, которые насыщают кожу витаминами и защищают ее от вредного воздействия.
Нанотехнологии немаловажную роль сыграли и в развитии моды. С применением новейших технологий производятся лыжные куртки. Они очень хорошо сохраняют тепло, не пропускают ветра и не мокнут. Также наночастицы используют при создании иной спортивной одежды, которая не мнется, устойчива к загрязнениям и ненастьям.
В теннисе нанотехнологии сыграли важную и одну из главных ролей. Наночастицы содержаться в теннисных ракетках и мячиках. Благодаря им, они стали гораздо легче, мячи более прыгучими и быстрыми. Нанотехнологии стали популярными при разработке и выпуске сантехники. Наночастицы позволяют создавать особое покрытие, которое долго сохраняет свой товарный блестящий вид и очень легко чистится.
Мы даже не подозреваем, что нанотехнологии помогают нам в повседневной жизни при работе с компьютерами и интернетом. Наночастицы используются для увеличения параметров памяти жестких дисков. Благодаря разработкам, появились ноутбуки, нетбуки, айфоны, смартфоны и многие другие современные гаджеты. Нашим автомобилям также значительно помогло развитие наночастиц. Ими производители покрывают поверхности детали и они служат гораздо дольше. Также в некоторых автомобилях устанавливаются
Кусочек лейкопластыря, которым мы заклеиваем порез на ручке, имеет нанослой серебра, помогающий быстрее залечивать рану. Это потому, что серебро имеет антибактериальные свойства, которые действуют лучше с повышением площади поверхности, что обеспечивается наночастицами.
Значение нанотехнологий в жизни каждого человека огромно. Чем комфортнее становится жизнь, тем больше ученые смогли узнать об этих очень малых частицах.
Неньютоновская жидкость
Ньютоновская жидкость – это вода, масло и большая часть привычных нам в ежедневном использовании текучих веществ, то есть таких, которые сохраняют свое агрегатное состояние, что бы вы с ними не делали.
Неньютоновскими называют жидкости, течение которых не подчиняется закону Ньютона.
Еще в конце XVII века великий физик Ньютон обратил внимание, что грести веслами быстро гораздо тяжелее нежели, если делать это медленно. И тогда он сформулировал закон, согласно которому вязкость жидкости увеличивается пропорционально силе воздействия на нее.
Простейшим наглядным бытовым примером может являться смесь крахмала с небольшим количеством воды. Чем быстрее происходит внешнее воздействие на взвешенные в жидкости макромолекулы связующего вещества, тем выше её вязкость.
Таких, аномальных с точки зрения гидравлики, жидкостей немало. Они широко распространены в нефтяной, химической, перерабатывающей, военной и других отраслях промышленности. К неньютоновским жидкостям можно отнести буровые растворы, сточные грязи, масляные краски, зубную пасту, кровь, жидкое мыло и др.
Свойства неньютоновской жидкости широко применяются в военной промышленности при изготовлении молекулярных бронежилетов, умного пластилина «хандгам», а также снаряжение для зимних видов спорта, чехлы для iPhone.
Приготовление раствора.
Для приготовления нам нужны крахмал (картофельный, кукурузный - любой) и вода. Пропорция зависит от качества крахмала и обычно составляет от 1:1 до 1:3 в пользу воды. В результате смешивания мы получаем нечто типа киселя, обладающего интересными свойствами. (Приложение 1)
Исследование неньютоновской жидкости.
Изменение скорости течения жидкости.
Опыт №1. Так, если в ёмкость со смесью медленно ввести руку, то результат точно такой же, как если бы мы ввели руку в воду. Но если размахнуться как следует и стукнуть по этой смеси, то рука отскочит, как если бы это было твёрдое вещество.
Опыт №2. Если лить такую смесь с достаточной высоты, то в верхней части струи она будет течь, как жидкость. А в нижней - скапливаться комками, как твёрдое вещество.
Опыт №3. Кроме того, можно засунуть руку в жидкость и резко сжать пальцы. Можно почувствовать, как между пальцами образовалась твёрдая прослойка.
Опыт №4. Или ещё один эксперимент - сунуть руку в этот "кисель" и резко попытаться её вытянуть. Большая вероятность, что ёмкость поднимется вслед за рукой.
Опыт №5. Когда быстро воздействовать на жидкость, катать как бы шарик из воды, то он получится на самом деле, благодаря неньютоновской жидкости. (см. приложение 1)
По результатам этих опытов можно сделать следующий вывод, если на них воздействовать резко, сильно, быстро - они проявляют свойства, близкие к свойствам твердых тел, а при медленном воздействии становится жидкостью.
Основываясь на свойствах неньютоновской жидкости, я хочу предложить несколько способов ее использования.
1. Изготовление контейнеров для транспортировки и хранения легко бьющихся стеклянных предметов (стекло, посуда, елочные игрушки и др.)
2. Использование неньютоновской жидкости при изготовлении защитных средств (наколенники, налокотники, шлемы и др.) для спортсменов, а так же их применении при обучении маленьких детей ходьбе.
У неньютоновской жидкости есть существенный недостаток: жидкость утрачивает свои свойства, когда из нее испаряется вода. Мною было проведено исследование, в результате которого я выяснил, что свойства сохраняются 2-5 дней в зависимости от температуры окружающей среды.
| Температура окружающей среды | Количество дней, в течение которых свойства сохраняются |
Вывод: чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее испаряется вода и тем дольше сохраняются свойства неньютоновской жидкости.
Заключение 1. Нанотехнологии - символ будущего, важнейшая отрасль, без которой немыслимо дальнейшее развитие цивилизации. 2. Использование продуктов нанотехнологии в быту, улучшает качество жизни человека. 3. В нанотехнологиях наше будущее. Всем странам следует развивать эту отрасль науки. 4. Изучение нанотехнологии принесет нам еще много научных побед в будущем.
5. По результатам экспериментов можно сделать следующие выводы:
Если мешаем быстро неньютоновскую жидкость, чувствуется сопротивление, а если медленнее то нет. При быстром движении такая жидкость ведёт себя как твердое тело;
Чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее испаряется вода и тем дольше сохраняются свойства неньютоновской жидкости.
Список использованной литературы
http :// popular . rusnano . com
http :// www . rusnano . com
http :// www . en . wikipedia . org
http :// nanoru . ru
http :// www . nanometer . ru
http :// www . nanotech . ru
http://www.rusnanonet.ru/nns/67171/info/
http://izvmor.ru/
http://cnnrm.ru/
Приложение 1
Приготовление раствора.
Приложение 2
В последнее время мы все чаще слышим о нанотехнологиях, представляя себе нечто из области химии, физики или генной инженерии – механизмы, приборы, субстанции, которые позволяют решать сложные и важные, но далекие от повседневной жизни задачи. Но это не так, нанотехнологии достаточно широко используются в быту, причем количество новинок увеличивается с каждым днем. Нанотехнологии, поставленные на службу нашему комфорту, выполняют множество полезных задач: от , утепления стен, окон и т.д., до антибактериальной уборки.
Из истории: о нанотехнологиях впервые заговорили в середине XX века, когда американский физик Ричард Фейнман предположил, что можно «управлять» не молекулами, а отдельными атомами, придавая таким образом веществам заданные свойства. Сегодня нанотехнологиями называют методы работы с частицами невообразимо малых размеров, которые измеряются в нанометрах. Один нанометр – это одна миллиардная часть метра.
Чем же полезно использование нанотехнологий в быту? Многие из нас пользуются , а теперь представьте бытовой очиститель воды с мембраной, поры которой имеют размер меньше 1 нанометра. Это значит, что мембрана будет задерживать мельчайшие химические частички, которые загрязняют воду. До появления очистителей воды на основе нанотехнологий о таком высоком качестве воды можно было только мечтать.
Другой пример. Все мы устали от пыли, которая садится на мебель через пять минут после уборки? В таком случае, вы оцените новинку – нанопокрытие для домашней мебели . На поверхность мебели наносится вещество, содержащее наночастицы. В течение двух часов эти частицы взаимодействуют с молекулами воздуха и в результате создают на обработанных поверхностях тончайшую, невидимую пленку. Благодаря защитному покрытию поверхность мебели приобретает антистатические свойства, и о влажной уборке через каждые три часа можно забыть.
Сохранению чистоты в квартире и созданию здорового микроклимата служит ряд продуктов, основанных на технологии Silver Nano. Технология Silver Nano – самая современная система дезинфекции, основанная на выделении активного серебра, в виде частичек с нано-размерами. Технология Silver Nano уничтожает 99,9% бактерий, надежно защищая здоровье всей семьи. Технология позволяет создавать салфетки и губки для уборки с ярко выраженным антибактериальным эффектом.
Волокна салфеток насыщаются наночастицами серебра – и салфетка успешно борется с бактериями во время уборки. Кроме того, содержание микрочастиц серебра обеспечивает сохранение чистоты самой салфетки.
Один из примеров эффективной работы технологии Silver Nano – салфетка антибактериальная ТМ Vortex, которая борется с широким диапазоном вредных микроорганизмов. Отличительная особенность продукции ТМ VORTEX – инновационные технологии.
Еще более выраженный эффект дает сочетание нанотехнологий и микрофибры. Микрофибра – материал, состоящий из волокон, толщина которых измеряется в сотых долях миллиметра. Нити волокна, переплетясь между собой, образуют мельчайшие поры, которые работают как микропылесосы: они способны впитать количество влаги, которое в десятки раз превышает их собственную массу. Салфетка, изготовленная из микрофибры, легко удаляет загрязнения даже без моющих средств и не оставляет на поверхности следов влаги или ворсы.
Салфетка антибактериальная из микрофибры ТМ Vortex, изготовленная по технологии Silver Nano, объединяет в себе удивительные свойства микроволокна и способность микрочастиц серебра бороться с бактериями.
Антибактериальный полимер – еще одна инновация, которая имеет самое непосредственное отношение к нашему быту. Антибактериальные губки для уборки ТМ Vortex, в которых использована эта технология, не только бережно очищают деликатные поверхности, но и удаляют до 90% бактерий.
Интересно, что некоторые полезные технологии, которые помогают нам в быту, позаимствованы человеком у природы. Например, салфетки и губки для уборки из целлюлозы. Целлюлоза – это клетчатка, главный строительный материал в растительном мире. Естественным для нее является сухое и твердое состояние. Целлюлозные салфетки ТМ Vortex после уборки высыхают, и размножение бактерий в них прекращается. Это значит, что, в следующий раз вы будете делать уборку действительно чистой салфеткой.
Пример применения технологии Silver Nano от компании Samsung в бытовой технике.
Технология Silver Nano от компании Samsung Electronics актуальна не только для стиральных машин, но и для холодильников. Эта технология поддерживает санитарию в холодильном агрегате посредством применения последнейших нанотехнологий. Технология Silver Nano предусматривает покрытие бытовой техники Samsung тонким слоем серебра, что в холодильниках продлевает срок хранения продуктов, а в стиральных машинах уничтожает бактерии при стирке даже в холодной воде.
Все домохозяйки знают о том, что не всю одежду можно стирать в горячей воде. Изделия из тонких тканей с высокими требованиями к стерильности требует бережной стирки в воде с небольшой температурой. Новая технология дает возможность стирать такие вещи с дополнительным длительным антибактериальным эффектом, не причиняя им вреда горячей водой.
В кондиционерах Samsung покрытие с помощью технологии Silver Nano используется на теплообменнике и электростатическом фильтре. Это дает дополнительный антиаллергический эффект и обеспечивает циркуляцию свежего и очищенного воздуха в помещении.
Также, такая новая защита от вредоносных бактерий распространяется на , и
Так что в недалеком будущем, ассортимент будет меняться, будут открываться интернет – магазины «Nano–товары». Ведь сейчас идет быстрое развитие нанотехнологии в ,
Примером освоения нанотехнологий для бытовых целей жителей может служить поселок «Морозов» , расположенный под Москвой в10 км от Зеленограда.
Густой лес и прекрасное лесное озеро - поставщики чистого и . Как и сами улицы поселка, чистые и аккуратные дороги, красивые домики в едином стиле. Но за кажущейся простотой скрываются многолетние разработки российских ученых: наноарматура, наноасфальт, наносветильники и многое другое. Ими буквально напичкан каждый сантиметр жизни: в стенах кроется базальтовая неметаллическая арматура из композитных материалов. Ее прочности хватит на сто с лишним лет. Для дорог в «Морозове» применяется специальный нанокомпонент, за счет которого снижается количество впитываемой влаги, что делает такое асфальтовое покрытие до четырех раз прочнее и долговечнее обычного. Вдоль дорог вечером светят нанофонари - последняя разработка ученых. Воду очищает фильтр с наносистемой. Это лишь небольшой перечень нанотехнологий, которые нашли применение при строительстве поселка под Зеленоградом.
Так чтопрограмма по развитию наноиндустрии в России работает. Общемировые затраты на нанотехнологические проекты сейчас превышают 9 миллиардов долларов в год. На долю США приходится примерно треть всех мировых инвестиций в нанотехнологии. Другие главные инвесторы на рынке нанотехнологий – Европейский Союз и Япония. Прогнозы показывают, что к 2015 году общая численность персонала различных отраслей нанотехнологической промышленности может дойти до 2 миллионов человек, а суммарная стоимость товаров, производимых с использованием наноматериалов может приблизится к 1 триллиону долларов. Так что будущее за товарами, производимыми из наноматериалов.
Создано 06.12.2012 10:45
Зубная паста
Почистьте свои белоснежные зубы определенной пастой, и наночастицы минералов на основе гидроксиапатитов кальция заполнят микротрещины в эмали и сохранят зубы от кариозных полостей.
Оксид алюминия – активный ингредиент в солнцезащитных средствах, поглощающих ультрафиолетовые лучи – распадается при смешивании с другими молекулами, такими как пот на коже. Поместите эти активные ингредиенты в наноэмульсию, и они останутся отделенными от окружающей среды и смогут выполнять свою поглощающую функцию.
Каноловое масло
Многие белки и витамины не растворяются в воде, а потому их сложно добавлять в еду. Но если разбить их на нанокапли, проблема будет решена. Каноловое масло содержит нанокапли фитостеролов, которые позволяют держать на низком уровне содержание холестерина, а потому можно есть жареных цыплят круглые сутки и при этом не страдать от последствий накопления холестерина в организме.
Презервативы
Да, нанотехнологии попали и в , на этот раз в форме нанопены в презервативах. Наночастицы серебра в пене разрушают бактерии и препятствуют в распространении инфекций, передаваемых половым путем.
Довольно сложно представить будущее без нанотехнологий. Манипуляции материей на атомном и субмолекулярном уровнях проложили путь для крупных прорывов в химии, биологии и медицине. Тем не менее уже сейчас применение нанотехнологий иногда превосходит даже самые любопытные наши фантазии и реалии.
Фильмы
Без изобретения сканирующего туннельного микроскопа (STM) в 1980-х годах, область нанотехнологий могла остаться научной фантастикой. С атомарной точностью STM физики смогли изучать структуру таким образом, каким не удавалось с обычными оптическими микроскопами.
Удивительный потенциал STM был продемонстрирован учеными IBM, когда они создали «Мальчик и его атом», самый маленький в мире анимационный фильм. Он был создан путем перемещения отдельных атомов на поверхности меди.
90-секундный фильм изображает мальчика из молекул окиси углерода, играющего с мячом, танцующего и прыгающего на батуте. Созданная из 202 кадров анимация разворачивается на площади, равной 1/1000 размера одного человеческого волоса. Чтобы сделать фильм, ученые использовали уникальную особенность STM: электрически заряженный и очень острый стилус с одним атомом в роли наконечника. Стилус может определять точное положение молекул углерода на поверхности анимации (в данном случае - на листе меди). Также его можно использовать для создания изображений молекул и перемещения их на новые позиции.
Нефтедобыча
Глобальные расходы на разведку месторождений нефти выросли в геометрической прогрессии за последние десять лет. Тем не менее эффективность добычи нефти остается серьезной проблемой. Когда нефтяные компании закрывают скважины, из них извлекается менее половины нефти. Остальная остается в ловушке в скале, потому что ее будет слишком дорого добывать. К счастью, благодаря нанотехнологиям ученые Китая нашли способ обойти это.
Решение было в улучшении существующего метода бурения. Оригинальная методика предполагает введение воды в поры породы, в которой находится нефть. Это вытесняет нефть и выводит ее наружу. Тем не менее у этого метода есть свои ограничения. В определенный момент вместо нефти начинает выходить вода.
Чтобы предотвратить это, китайские исследователи Пэн и Мин Юань Ли пришли к идее вливать воду с наночастицами, которые будут закрывать переходы между порами породы. Вода будет выбирать самые узкие пути в порах, содержащих нефть, и выталкивать ее наружу. Успешно показав себя в испытаниях в Китае, этот метод повысил эффективность нефтедобычи, доставая до 50% нефти, которая в ином случае была вне досягаемости.
Дисплеи с высоким разрешением
Изображения на экранах компьютеров представлены с помощью крошечных точек - пикселей. Независимо от их размеров и форм, количество пикселей на экране остается определяющим фактором качества изображения. Однако, в случае с обычными , большее число пикселей означает большие и громоздкие экраны - что не совсем удобно.
Пока компании заняты продажей гигантских экранов потребителям, ученые из Оксфордского университета обнаружили способ создания пикселей в несколько сотен нанометров в поперечнике. Этого можно достичь, используя свойства материала, изменяющего фазу, под названием GST. В эксперименте ученые использовали набор семинанометровых слоев GST, зажатых между прозрачными электродами. Каждый слой - всего 300 на 300 нанометров - выступает как пиксель, который можно включать и выключать электрическим путем. Пропуская электрический ток через слой, ученые смогли получить картинку с высоким качеством и контрастностью.
Нанопиксели будут служить для различных целей, когда традиционные пиксели станут непрактичными. К примеру, их крошечные размеры и толщина сделают их отличным выбором для таких технологий, как умные очки, складные экраны и искусственная сетчатка. Еще одним преимуществом нанопиксельных дисплеев является их низкое энергопотребление. В отличие от существующих дисплеев, которые постоянно обновляют все пиксели для формирования изображений, слой на основе GST обновляет только часть дисплея, что на деле экономит энергию.
Краска, меняющая цвет
Во время экспериментов с нитями наночастиц золота ученые из Калифорнийского университета наткнулись на удивительную вещь. Они заметили, что цвет золота меняется, когда нить растягивается или сжимается, переходя из ярко-синего в фиолетовый и затем в красный. Эксперимент вдохновил ученых на создание датчиков из наночастиц золота, которые меняют цвет, когда на них оказывается давление.
Для производства таких датчиков наночастицы золота добавлялись к гибкой полимерной пленке. Когда пленка подвергается давлению, она растягивается и вызывает изменение цвета частиц. Легкое нажатие превращает датчик в фиолетовый, а сильное - в красный. Ученые заметили это интересное свойство не только у частиц золота, но и у частиц серебра, которые меняют свой цвет на желтый при растяжении.
Такие датчики могут служить для разных целей. К примеру, их можно включать в мебель, диваны или кровати, чтобы определить, сидит человек или спит. Несмотря на то, что датчик сделан из золота, его малый размер помогает преодолеть проблему стоимости.
Зарядка телефонов
Будь то iPhone, Samsung или другой телефон, каждый смартфон, покидающий производственную линию, обладает двумя серьезными недостатками: время жизни батареи и время ее зарядки. И хотя первая проблема остается насущной, ученые из города Рамат-Ган в Израиле смогли решить вторую проблему, создав аккумулятор, который заряжается за 30 секунд.
Этот прорыв был тесно связан с проектом по изучению болезни Альцейгмера силами ученых из Университета Тель-Авива. Ученые обнаружили, что молекулы пептида, которые сокращают нейроны мозга и вызывают заболевание, обладают высокой емкостью (способностью сохранять электрический заряд). Это открытие было взято на заметку StoreDot, компании, которая пытается превратить нанотехнологии в целевые потребительские продукты. При помощи ученых, StoreDot разработала NanoDots - технологию, которая использует способность пептидов для улучшения времени жизни батареи смартфонов. Компания продемонстрировала свою технологию на мероприятии ThinkNext от Microsoft. На примере телефона Samsung Galaxy S3 батарея была заряжена с нуля до максимума меньше чем за минуту.
Хитроумная доставка лекарств
Лечение заболеваний вроде рака может быть слишком дорогим, а в некоторых случаях - запоздалым. К счастью, несколько медицинских компаний по всему миру исследуют дешевые и эффективные способы лечения подобных болезней. Среди них и Immusoft, компания, которая планирует осуществить революцию в сфере доставки лекарств в наши тела.
Вместо того, чтобы тратить миллиарды долларов на лекарства и терапевтические программы, Immusoft считает, что наши тела сами могут вырабатывать нужные лекарства. При помощи иммунной системы, клетки пациента могут быть изменены и снабжены новой генетической информацией, которая позволит им вырабатывать собственные лекарства. Генетическую информацию можно доставить с помощью капсул наноразмера, вводимых в организм.
Новый метод пока не прошел испытание на людях. Тем не менее Immusoft и другие учреждения сообщили об успешных экспериментах, проведенных на мышах. Если метод докажет свою эффективность на людях, он значительно сократит время лечения и затраты на терапию сердечно-сосудистых заболеваний и других болезней.
Молекулярная коммуникация
При определенных условиях электромагнитные волны, душа глобальной связи, становятся непригодными для использования. Подумайте об электромагнитном импульсе, который может вывести из строя спутник связи, и тогда любая форма технологии, которая зависит от него, окажется бесполезной. Мы хорошо знакомы с таким сценарием из апокалиптических фильмов. Также этот вопрос на протяжении многих лет изучали ученые из Университета Уорвика в Соединенном Королевстве и в Йоркском университете Канады, прежде чем прийти к неожиданному решению вопроса.
Ученые наблюдали за тем, как некоторые виды животных, в частности насекомых, используют феромоны для общения на больших расстояниях. Собрав данные, ученые разработали коммуникационный метод, в котором сообщения кодируются в молекулах испаряющегося спирта. Они успешно продемонстрировали новый метод, используя спирт в качестве химических сигналов, и отправили первое сообщение, которое расшифровывалось как «О, Канада».
Метод включал использование двух устройств, передатчика и приемника, которые кодировали и посылали и получали сигнал соответственно. Можно набрать текстовое сообщение на передатчике, используя Arduino One (микроконтроллер с открытым исходным кодом). Затем контроллер преобразует текст в двоичный код, который считывается электронным распылителем со спиртом. После считывания кода распылитель заменяет «1» на впрыск, а «0» оставляет как пробел. В воздухе спирт улавливается приемником в воздухе, который содержит химический сенсор и микроконтроллер. Затем данные снова переводятся в текст.
Сообщение удалось отправить на несколько метров по открытому пространству. Такой метод может быть полезен в средах типа подземных туннелей или трубопроводов, где электромагнитные волны становятся бесполезными.
Накопитель данных
За последние несколько десятилетий компьютеры пережили экспоненциальный рост в вычислительной мощности и емкости хранения. Это явление было точно предсказано Джеймсом Муром более 50 лет назад и позже стало известно как закон Мура. Тем не менее многие ученые - включая физика Мичио Каку - считают, что закон Мура однажды прекратит работать. Это связано с тем, что вычислительная мощь компьютеров не может идти в ногу по экспоненте с существующими производственными технологиями.
Хотя Каку акцентировал внимание на вычислительной мощности, то же самое в равной мере относится к емкости. К счастью, это не конец. Команда ученых из Университета RMIT в Мельбурне в данный момент ищет альтернативы. Под руководством Шарата Шрирама, команда ученых находится на пороге создания устройств хранения данных, которые имитируют метод хранения информации человеческим мозгом. Первый шаг ученых заключался в создании нанопленки, которая химически запрограммирована на хранение электрических зарядов в состоянии «включен» и «выключен». Пленка, которая тоньше человеческого волоса в 10 000 раз, может стать краеугольным камнем для разработки устройств памяти, которые имитируют работу нейронных сетей мозга.
Наноискусство
Перспективное развитие нанотехнологий восхищает научное сообщество. Тем не менее достижения в области нанотехнологий не ограничиваются медициной, биологией и техникой. Наноискусство - развивающаяся область, которая позволяет нам увидеть крошечный мир под микроскопом с совершенно новой точки зрения.
Как следует из названия, наноискусство - это сочетание искусства и нанонауки, в котором практикуется небольшое число ученых и художников. Среди них Джон Харт, инженер-механик из Мичиганского университета, создавший нанопортрет президента. Портрет под названием «Нанобама» был создан для президента, когда он выступал кандидатом в ходе президентских выборов 2008 года. Каждая грань портрета составляет менее половины миллиметра, а весь портрет сделан из 150 нанотрубок. Остается только вопрос времени, когда такой портрет можно будет распечатать.
Новые рекорды
Человечество всегда стремилось создавать вещи сильнее, быстрее и больше. Но когда речь заходит о самых маленьких вещах, в игру вступают нанотехнологии. Среди самых маленьких вещей, созданных с использованием нанотехнологий, есть книга под названием Teeny Ted From Turnip, которая в настоящее время считается самой маленький в мире напечатанной книгой. По размерам книга всего 70 на 100 микрометров и наполнена буквами, вырезанными на 30 страницах из кристаллического кремния. Правда, стоит такая книжка немало - более 15 000 долларов. К тому же для ее прочтения понадобится электронный микроскоп, тоже удовольствие не из дешевых.
По материалам listverse.com
Нет похожих постов
