Нанотехнологія

Властивості наночастинок вивчає нанонауки, що знаходиться на кордоні фізики, хімії, біології та інформатики. Нанотехнологія розробляє шляхи отримання наноструктур та їх практичного використання.

В історії розвитку науки і техніки можна виділити етапи, які характеризуються переходом до якісно новим технологіям, визначає напрями розвитку цивілізації. Такий перехід називають науково-технічною революцією. Першу науково-технічну революцію (індустріальну або енергетичну) пов’язують з винаходом Дж. Уаттом парового двигуна. Використання енергії пара призвело до підвищення продуктивності праці, до появи нових транспортних засобів та ін. Подальший розвиток науки, техніки і технологій зробило можливим використання й інших видів енергії: електричної, сонячної, атомної.

Друга науково-технічна революція (інформаційна) сталася в середині XX ст. Вона пов’язана з розвитком мікроелектроніки, завдяки якому збільшилися швидкість і обсяг інформаційних потоків, з’явилася всесвітня інформаційна мережа.

Кінець XX в. ознаменувався початком третьої науково-технічної революції – нанотехнологічної. Як і у випадку перших двох революцій, для неї склався ряд передумов. До них відносяться, перш за все, розвиток мікроелектроніки (зменшення розмірів електронних пристроїв), загострення екологічних проблем (необхідність для їх вирішення альтернативних джерел енергії), потреби медицини (необхідність створення нових технологій діагностики та лікування).

Дослідження можливостей нанотехнології в сфері мікроелектроніки привели до створення компактних і швидкодіючих мікрочіпів з використанням спеціальної структури «кремній на ізоляторі» з шарами кремнію субмикронной і нанометрів-вої товщини.

В області екології нанотехнології знаходять застосування при створенні енергетично вигідних джерел світла: світлодіодів, газорозрядних ламп на основі кластерів тугоплавких металів, при розробці дисплеїв з малим енергоспоживанням. Енергетично вигідним і екологічно чистим паливом є водень, проте він вибухонебезпечний і повинен зберігатися в масивних балонах, тому й не знаходив широкого застосування. В даний час розроблений спосіб зберігання водню в вуглецевих нано-трубках, покритих паладієм або платиною. На 500 км пробігу потрібно всього 3 кг водню. Витягувати водень можна шляхом підігріву.

Застосування нанотехнології в медицині та біології має величезні перспективи, і це пов’язано з тим, що молекули ДНК, РНК, білків, клітинні мембрани мають нанорозміри. До сучасних додаткам нанотехнології в медицині відносяться наноліки, наноматеріали, діагностичні нанотехнологіче-ські пристрої, Наноінструменти і наноманіпулятора. Наприклад, розроблені таблетки наноструктурованого аспірину, які в 5 разів легше звичайного і у багато разів ефективніше; створені ранозагоювальні гелі та мазі на основі нанопорошків заліза і магнію. Наночастинки срібла володіють значною бактерицидної і антивірусною активністю. Їх включення до тканини робить тканини самодезінфіцірующіміся.

Питання для самоперевірки
1. Які існують типи наноструктур?
2. Які основні типи наноматеріалів?
3. Чому розвиток нанотехнології вважають третьою науково-технічної революцією?

Посилання на основну публікацію