Нанотехнологии

Нанотехнологии и наноматериалы

1. Историческая справка. Общие сведения о наноматериалах В последние годы наметился заметный интерес к новому классу материалов, обладающих необычной атомно-кристаллической решеткой и уникальными свойствами. К этому новому классу материалов — наноматериалов — относят материалы с размером элементов менее 100 нм (1 нм = 10-9 м). По геометрическим признакам эти элементы можно разделить на нольмерные атомные […]

Нанотехнологии

Нанотехнологии и наноматериалы

Учитывая то, что технологии и материалы играли значительную роль в развитии цивилизации и выполняли не только узкопроизводственные, но и социальные функции ученые давали большим промежуткам времени существования человечества соответствующие названия (каменный век, бронзовый век, железный век, эра электричества и т. д.). В этой связи многие эксперты считают, что двадцать первому столетию суждено носить название «века […]

Материаловедение Нанотехнологии

Наноактуаторы

Наноматериалы, обладающие интеллектуальными свойствами, служат основой для создания актуаторных наносистем различного функционального назначения, среди которых набольшее распространение получили электронные и механические наносистемы. Действие электронных наносистем, объединяющих разнообразные электронные нанокомпоненты, основано на преобразовании электрических сигналов. Электронные наносистемы выполняют, как правило, информационно-управляющие функции, т.е. осуществляют обработку, хранение и передачу информации в виде электрических сигналов, а также оказывают […]

Материаловедение Нанотехнологии

Наносенсоры

Наносенсорами называются аналитические устройства, содержащие чувствительные наноэлементы, воспринимающие и преобразующие параметры анализируемого объекта в пригодный для практического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например, оптический сигнал. По типу анализируемых объектов (воспринимаемых и преобразуемых параметров) наносенсоры подразделяются на три основных класса: физические наносенсоры – детектируют физические параметры анализируемых объектов; химические наносенсоры – […]

Нанотехнологии

Нанотехнология конструкционных материалов

Конструкционным называют материал, способный длительно и надёжно работать в условиях напряжённого состояния. Объяснение понятий надёжность и напряжённое состояние применительно к деталям оптотехники приведено в работе. Современная технология конструкционных материалов предусматривает классическую технологию и нанотехнологию. Классическая технология подразделяется на рациональные методы формообразования деталей без снятия стружки — литьём, обработкой давлением, сваркой, пайкой, склеиванием, порошковой металлургией и […]

Нанотехнологии

Нанотехнологии и охрана окружающей среды

В перспективе нанотехнология может сыграть значительную роль в решении многих проблем, связанных с охраной окружающей среды. Речь идет, в первую очередь, об использовании наноустройств в системах исследования и контроля продуктов и отходов различных химических производств, о создании новых «чистых» технологий с минимальным выходом вредных отходов производства, а также о переработке мусора на свалках и очистке […]

Нанотехнологии

Перспективы развития нанохимии

Постоянное стремление к миниатюризации изделий свойственно специалистам в области микроэлектроники. В этой области уже давно увеличение объема памяти и быстродействия ЭВМ достигается за счет уменьшения удельного объема и площади, соответствующих одному транзистору на чипе. Интересно, что та же тенденция к миниатюризации наблюдается также в химии и энергетике, хотя по другим причинам. В этих отраслях миниатюризация […]

Нанотехнологии

Нанотехнология в биотехнологии, медицине и здравоохранении 

Нанотехнология позволяет ученым, инженерам и медикам перейти к крупномасштабным исследованиям в области биологии и здравоохранения на клеточном и молекулярном уровне. В 21 в. эти исследования приведут к новым биотехнологическим производственным процессам, а также к принципиальным изменениям в методах медицины. Благодаря развитию сканирующей микроскопии и аналитических методов оптического сканирования в последние годы ученым удалось наблюдать химические […]

Нанотехнологии

Наноустройства, наноэлектроника, наносенсоры

Давая самую общую характеристику наноустройств, можно сказать, что они позволяют использовать в технологических целях предельные возможности электрических, магнитных, механических и биологических систем. Хотя в настоящее время такие устройства ассоциируются главным образом с информационными технологиями, их реальные возможности относятся к многим областям науки и техники. Со временем наноустройства будут играть важную роль в процессах преобразования энергии, […]

Нанотехнологии

Нанокристаллические порошки и консолидированные структуры

Методы сушки в системах золь — гель и аэрогель — пересыщенный пар позволяют синтезировать неорганические оксиды, имеющие огромную площадь поверхности пор и, соответственно, более высокие хемосорбционные характеристики. При таком синтезе ультратонкие порошки консолидируются под давлением, образуя высокопористые гранулы с очень большим объемом открытых пор, размер которых можно частично контролировать. Химические свойства поверхности таких ультратонких порошков […]

Нанотехнологии

Нанотехнология «снизу». Cамоорганизация и самосборка материалов и изделий.

Нанотехнология «сверху», как традиционное для технологии направление развития, является экстенсивным направлением развития этого вида технологии, материалов, науки, инженерии. Конечно, её развитие в данном направлении уже приносит первые ощутимые плоды: созданы новые высокопрочные, корозионноустойчивые, сенсочувствительные и иные материалы, новые покрытия, новые технологии, новые изделия. Однако наиболее впечатляющими являются достижения нанотехнологии «снизу», при которой на первый план […]

Нанотехнологии

Нанотехнологии «сверху» и новые изделия машиностроения

Для получения общего представления об областях приложения результатов исследований в области наноматериалов ниже подробно описаны пять примеров успешного проведения исследований консолидированных наноструктур разного типа и разработки на этой основе новых технологий производства. Исследования проводились по следующим темам: пластическая деформация, при которой перестраивается микроструктура металлов с образованием нанофаз, модификация структуры твёрдых сплавов добавлением наночастиц карбидов, использование […]

Нанотехнологии

Что такое нанотехнологии

Материалы и технологии, ныне известные как наноматериалы и нанотехнологии, были известны человечеству с древних времён. Человек использовал эти материалы и технологии неосознанно. Примером тому являются булатные и дамасские стали, которые являются примером создания наноструктур в компактных материалах методами пластической деформации, а другой пример — тонкослойные покрытия из золота на коже и дереве, известные в Древнем […]