ПРОЕКТНА КАРТА
Възрастова група: 8-10 клас.
Уместност:Нанотехнологиите са тясно свързани с живота на съвременния човек.
Мишена:разширяване на разбирането за нанотехнологиите и областите на тяхното приложение.
Местоположение на проекта:биология, физика, химия, медицина, военни науки.
Тип проект:група.
Продължителност на работа по проекта:от 2 седмици.
Проблемна ситуация
Областта на науката и технологиите, наречена нанотехнология, се появи сравнително наскоро. Перспективите пред тази наука са огромни. Самата частица „нано“ означава една милиардна част от количеството. Например един нанометър е една милиардна от метъра. Тези размери са подобни на размерите на молекулите и атомите. Точната дефиниция на нанотехнологията е следната: нанотехнологията е технология, която манипулира материята на ниво атоми и молекули (затова нанотехнологията се нарича още молекулярна технология). Тласъкът за развитието на нанотехнологиите беше научната идея, че от гледна точка на физиката няма пречки да се създават неща директно от атоми.
Днес можем да се възползваме от предимствата и новите възможности на нанотехнологиите в:
- лекарство;
- фармакология;
- екология;
- компютърни науки, системи за информационна сигурност;
- комуникационни системи;
- автомобилна, тракторна и авиационна техника;
- безопасност на пътя;
- нови навигационни системи.
След това учителят или учителите по различни предметни области канят учениците да се разделят на групи според техните познавателни интереси и да изследват нанотехнологиите в избраната от тях област на знанието.
Проектна задача:изучавайте историята на нанотехнологиите, идеята за нанотехнологиите, приложението на нанотехнологиите в различни области на знанието, мечтайте и предлагайте повече възможности за използване на нанотехнологиите.
Възможен проектен продукт:
- абстрактно;
- отчет;
- статия;
- представяне.
Източници на информация за учениците:
- Кобаяши Н. Въведение в нанотехнологиите. М.: Бином, 2005.
- Чаплыгин А. Нанотехнологии в електрониката. М.: Техносфера, 2005.
Необходими ресурси за изпълнение на проектното задание:проби от люспи на щука, скенер, микроскопи.
Организация на дейностите по проекта(в приложението).
| Основни етапи | Студентски дейности на този етап | Дейности на учителя на този етап | Използвани технологии за обучение |
| 1. Приблизително | Ориентация в тематичната област, определяне на темата на проекта, търсене и анализ на проблема, поставяне на целта на проекта, избор на име на проекта | Консултиране | Проблемно-базирано обучение, казус, технология на творческата работилница |
| 2. Основен | Разработване, обсъждане на възможни варианти на проекти, събиране и проучване на информация, разпределение на отговорностите в групов проект | Консултиране | Метод на проекта, проблемно обучение |
| 3. Рефлексивен | Анализ на резултатите от проекта, самооценка на качеството на проекта, извършване на необходимите промени | Формиране на групи от рецензенти, „външни” експерти | Метод на проекта |
| 4. Обобщаване, представяне | Подготовка на текст и защита на проект. Разглеждане на проекти на съученици |
Индивидуални и групови консултации относно съдържанието и правилата на проектантската работа. Експертно мнение. Обобщаване, анализ на извършената работа |
Дискусия, семинар, кръгла маса |
Оценка на изпълнението.Възниква чрез колективно обсъждане и самооценка. Учителят припомня на учениците критериите, по които те оценяват работата си и работата на другите: аргументираност, убедителност, активност, собствено мнение.
Изтеглете всички материали по проекта
Благодарение на иновативните технологии човечеството има възможност да изучава света около нас на „по-малко“ ниво. Нанотехнологиите се използват в различни сфери на дейност. Микроскопични частици, или както сега обикновено се наричат наночастици, могат да бъдат синтезирани от различни материали. Размерите на тези частици не надвишават 100 nm.
Човечеството използва уникалните възможности на наносвета от древни времена. Например, историческият шедьовър Ликургова чаша е създаден от древноримски майстори. Уникалната структура на стъклената чаша изненадва дори съвременните майстори. Ако чашата е осветена отвън, ще бъде зелена, а ако е осветена отвътре, ще бъде оранжево-червена. Каква е причината? Работата е там, че в структурата на стъклото са вградени наночастици от благородни метали (сребро и злато).
Наночастици и медицина
Първата наночастица е описана от А. Айнщайн през 1905 г. Той доказа, че молекулата на захарозата е с размер около 1 nm. Наночастиците лесно преодоляват клетъчните мембрани, така че могат да проникнат навсякъде в тялото ни. Това уникално свойство се използва в практическата медицина за диагностициране на различни заболявания.
Например, наночастиците се използват за диагностициране на рак; микрочастиците се прикрепят към раковите клетки; повишената им концентрация може да се използва за определяне на местоположението на канцерогенните клетки в тялото. Нанотехнологиите позволяват да се доставят лекарства до точно определено място. Използвайки наночастици, можете да ускорите процеса на зарастване на рани и да потиснете растежа на тумори.
Както виждаме, животът ни е тясно свързан с тези микроскопични частици. Доказано е, че наночастиците могат да действат като катализатори и адсорбенти. Още днес нанотехнологиите се използват за създаване на ултратънки и ултратрайни защитни покрития. И все пак, повечето учени са на мнение, че ефектът на наночастиците върху човешкото тяло все още не е достатъчно проучен, така че е твърде рано да се празнуват успехи и да се бият тимпани.
Наночастици и тяхното изследване
Основата за изучаване на всички възможности на представения по-горе материал е високо качество лабораторно оборудване Horiba (анализатори за размера на частиците). В момента всички наночастици могат да бъдат класифицирани по няколко показателя:
Според основното вещество;
По произход (естествени, изкуствени);
По вид многоизмерност.
Модерното лабораторно оборудване от Horiba ви позволява да определите всички свойства на наночастиците. Фирмата ни представя на Вашето внимание следните модели лазерни анализатори на известната фирма Horiba - SZ-100V2, LA-960V2 и LA-300. И така, лазерният анализатор SZ-100 се използва за изследване на микрочастици с размери от 0,3 nm до 8 микрона, ζ-потенциал и молекулно тегло. Принципът на измерване се основава на фотокорелационната спектроскопия. Лазерният анализатор LA-950 е уникално устройство, което може да работи с висока скорост. С помощта на това оборудване е възможно да се провеждат изследвания с помощта на кръгова система в течна среда. Лазерният анализатор LA-300 е оборудван с автоматична помпа и може да работи с лазерна дифракция.
RVS LLC е постоянен партньор на марката Horiba. Специалистите на компанията редовно преминават обучение за напреднали. Ако е необходимо, те ще Ви консултират компетентно и ще Ви помогнат да изберете модела на лазерния анализатор. Ние продаваме само висококачествени продукти.
Всеки ден се доближаваме до неизбежната революция, която нанотехнологиите носят. Създаваме нови устройства, получаваме уникални материали, за които не сме се замисляли преди. Използването на нанотехнологиите в ежедневието направи възможно промяната на формата на познатите ни предмети. В резултат на това получихме напълно различни, но полезни свойства на веществото. Реалността около нас става по-малко опасна и по-благоприятна за комфортен живот. Добър пример: намаляване на обичайните размери на използваните електрически устройства до размера на наночастици, невидими за човешкото око. Компютрите стават все по-малки, но много по-мощни. Нанотехнологиите в ежедневието и в индустрията направиха възможно значително да променим всичко около нас.
Възможно ли е да се създаде форма на изкуствен интелект, която да задоволи всички наши нужди? Отговорът се крие в рационалното прилагане на най-новите разработки. Нанотехнологиите са пътят на бъдещето, тъй като засягат всеки аспект от живота ни. Използването на нанотехнологиите предлага много възможности, но също така поражда редица опасения.
Прозорец към наносвета
Електронният микроскоп ви позволява да погледнете в микросвета. Без специално оборудване нанотехнологиите са много трудни за незабавно забелязване в ежедневието, тъй като са толкова малки, че са неразличими с просто око. Именно в такива мащаби веществата проявяват най-необичайните и неочаквани свойства. Използването на такива свойства обещава уникална технологична революция. Те предоставят радикално нови възможности, като например контролиране на човешкото тяло и околната среда.
Историята на нанотехнологиите
Всичко започва през 80-те години на 20 век с изобретяването на инструмент, наречен сканиране (STM). Професор Джеймс Джимжевски е прекарал целия си професионален живот в света на наномащаба. Той е един от първите хора в света, които имат възможността да изучават материята на ниво невероятно малки количества, милионни от милиметъра. Тези микроскопи ви позволяват да изучавате повърхността по същия начин, по който четат слепите.Тогава никой не би могъл да подозира колко полезна ще бъде нанотехнологията в ежедневието и индустрията.
Принципът на работа с наночастици
Сканиращият микроскоп използва сонда, която е игла с дебелина 1 атом. Когато се доближи само до няколко нанометра от пробата, електроните се обменят с най-близката наночастица. Това явление се нарича тунелен ефект. Системата за управление записва промените в големината на тунелния ток и въз основа на тази информация се извършва по-точно конструиране на топографията на повърхността на изследваната проба. Софтуерът позволява получените данни да бъдат преобразувани в изображение, което дава на учените ключа към един нов свят, използващ нанотехнологиите в ежедневието и други индустрии.
Според Джеймс Джимзевски благодарение на сканиращия електронен микроскоп учените за първи път са получили изображения на атоми и молекули и са успели да изследват формата им. Това беше истинска революция в науката, защото учените започнаха да гледат на много неща по съвсем различен начин, обръщайки внимание на свойствата на отделните атоми, а не на милиони и милиарди частици, както беше в миналото.
Първи открития
Използването на нови технологии доведе до невероятно откритие. Когато устройството се приближи на 1 нанометър от атом, се образува връзка между него и атома. Тази функция направи възможно намирането на начин за преместване на отделни микрочастици. Благодарение на това откритие стана възможно използването на нанотехнологиите за комфортен живот.
Както обясни Джеймс Джимзевски, професор в Калифорнийския университет, тунелният сканиращ микроскоп прави възможно практически докосване на молекули и атоми. За първи път учените успяха да манипулират атоми на повърхността на материята и да създадат структури, които преди това бяха невъобразими.
Това новооткрито откритие (способността да се наблюдават и манипулират най-малките частици, които изграждат материята) направи възможно използването на нанотехнологиите във всички индустрии без изключение.
Развитие на нанотехнологиите
Физикът и философ Етин Клин смята, че възможността за технологичен пробив чрез нанотехнологиите е съвсем реална, но в много отношения се основава на ентусиазма на учения.
Както казва физикът и философът Етин Клин, са изминали по-малко от 100 години от момента на експериментално потвърждение на съществуването на атомите до момента, в който е станало възможно да се манипулират. Пред учените се откриват възможности, за които никога не биха се сетили преди. Само благодарение на това правителството на всички развити страни започна да проявява интерес към съответните науки. Всичко започва с американска инициатива през 2002 г., лансирана от физиците Рока и Бенбридж. Тези учени стигнаха до налудничавата идея, че благодарение на нанотехнологиите човечеството ще може да реши всички проблеми, пред които е изправено.
Това твърдение беше тласък за началото на множество изследвания, които направиха възможно прилагането на такива напреднали области на науката и технологиите като микроелектроника, компютърни науки, изследвания на ядрената енергия, микробиология, лазерна технология, медицина и много други.
Нанотехнологии: примери
Има толкова много невидими, но много важни вещества в ежедневието, за чието присъствие дори не подозираме! Нека да разгледаме най-ярките примери:
- паста за зъби.Преди това никой не се замисляше защо почистващите препарати за зъби са различни. Всичко това се обяснява с наличието на определени наночастици. Например калциевият хидроксиапатит, който е невидим с просто око, помага за възстановяване на увредения емайл и предпазва зъбите от кариес.
- Автомобилна боя.Съвременните автомобилни бои, благодарение на наночастиците, са в състояние да прикрият плитки драскотини и други кухини, образувани по каросерията. Те съдържат микроскопични топчета, които осигуряват този ефект.
НАНОТЕХНОЛОГИИТЕ В НАШИЯ ЖИВОТ
Мусеридзе К., Аджави Е., Мусина К., Симонян Р. Я.
ГБОУ Средно училище № 1005 „Алени платна“, Москва, Русия
Актуалността на тази тема се дължи на „въвеждането“ на нанотехнологиите в нашия живот, тъй като днес нито една наука не може без нанотехнологиите. В момента науката за нанотехнологиите се развива динамично и набира скорост. Методите за изследване и контрол на материята на молекулярно ниво за производството на материали се подобряват, устройствата и системите придобиват нови технически, функционални и потребителски свойства. Нанотехнологиите навлязоха в ежедневието. Електроника, медицина, козметология, строителство - това далеч не е пълен списък на приложенията на тези технологии на ниво обикновен човек. И няма човек, който да не е чувал поне от половин ухо за тях, но дали всички хора знаят какво е това?
Нанотехнологията е област на фундаменталната и приложна наука и технология, която се занимава с набор от теоретични обосновки, практически методи за изследване, анализ и синтез, както и методи за производство и използване на продукти с дадена атомна структура чрез контролирано манипулиране на индивидуални атоми и молекули.
Целта на нашето изследване е да идентифицираме най-напредналите области в приложението на нанотехнологиите, да покажем значението на нанотехнологиите в човешкия живот и да говорим за тях на прост и разбираем език за всички, да популяризираме постиженията на руските учени в тази област .
Първо, ще говорим за приложението на нанотехнологиите в медицината. Наномедицината е една от активно развиващите се научни области на науката и включва проследяване, корекция, генетична корекция и контрол на биологичните системи на човешкото тяло на молекулярно ниво, използвайки наноустройства, наноструктури и информационни технологии.
Наноелектрониката е област на науката и технологиите, която включва набор от средства, методи и методи на човешката дейност, насочени към теоретични и практически изследвания, моделиране и др. .
В текстила нанотехнологиите помагат на дрехите да станат водоустойчиви, устойчиви на петна, топлопроводими и т.н. Например, наноматериалите могат да комбинират наночастици и нановлакна с други добавки, за да осигурят всички тези свойства на вашата тениска.
„Функционалните“ храни са естествени месни протеини и пептиди, които всъщност са най-характерният пример за ново поколение високотехнологични храни.
Нанотехнологии. – URL адрес :
Семячкина, Ю. А., Клочков А. Я. Нанотехнологиите на нашето време: хранително-вкусовата промишленост [Текст] // Технически науки: традиции и иновации: материали на Междунар. научен конф. (Челябинск, януари 2012 г.). - Челябинск: Двама комсомолци, 2012. - С. 166-167.
Функционалните храни са многофункционални храни // Food News Time [Електронен ресурс] Режим на достъп:
Ю. СВИДИНЕНКО, инженер-физик
Наноструктурите ще заменят традиционните транзистори.
Компактната образователна нанотехнологична инсталация "UMKA" ви позволява да манипулирате отделни групи от атоми.
С помощта на инсталацията "UMKA" е възможно да се изследва повърхността на DVD.
Вече има издаден учебник за бъдещите нанотехнолози.
Нанотехнологиите, които се появиха през последната четвърт на ХХ век, се развиват бързо. Почти всеки месец има съобщения за нови проекти, които само преди година-две изглеждаха като абсолютна фантазия. Според дефиницията, дадена от пионера в тази област Ерик Дрекслър, нанотехнологията е „очаквана производствена технология, фокусирана върху евтиното производство на устройства и вещества с предварително определена атомна структура“. Това означава, че той работи върху отделни атоми, за да получи структури с атомна точност. Това е фундаменталната разлика между нанотехнологиите и съвременните „обемни“ технологии за насипно състояние, които манипулират макрообекти.
Нека напомним на читателя, че нано е префикс, обозначаващ 10 -9. Осем кислородни атома могат да бъдат разположени на сегмент с дължина един нанометър.
Нанообектите (например метални наночастици) обикновено имат физични и химични свойства, които са различни от тези на по-големи обекти от същия материал и от свойствата на отделните атоми. Да кажем, че температурата на топене на златни частици с размер 5-10 nm е стотици градуси по-ниска от температурата на топене на парче злато с обем 1 cm 3.
Изследванията, извършвани в наномащабния диапазон, се намират в пресечната точка на науките; често изследванията в областта на материалознанието засягат областите на биотехнологиите, физиката на твърдото тяло и електрониката.
Водещият световен експерт в областта на наномедицината Робърт Фрейтас каза: "Бъдещите наномашини трябва да се състоят от милиарди атоми, така че тяхното проектиране и конструкция ще изискват усилията на екип от специалисти. Всеки дизайн на наноробот ще изисква комбинираните усилия на няколко изследователски екипи. Самолетът Boeing 777 е проектиран и построен от "Много екипи по целия свят. Един наномедицински робот на бъдещето, състоящ се от милион (или дори повече) работещи части, няма да бъде по-прост като сложност на дизайна от един самолет. "
НАНОПРОДУКТИ ОКОЛО НАС
Наносветът е сложен и все още сравнително малко проучен и въпреки това не толкова далеч от нас, колкото изглеждаше преди няколко години. Повечето от нас редовно използват едни или други постижения на нанотехнологиите, без дори да го знаят. Например съвременната микроелектроника вече не е микро, а нано: произведените днес транзистори - основата на всички чипове - са в диапазона до 90 nm. И вече е планирана по-нататъшна миниатюризация на електронните компоненти до 60, 45 и 30 nm.
Освен това, както наскоро съобщиха представители на компанията Hewlett-Packard, транзисторите, произведени по традиционна технология, ще бъдат заменени от наноструктури. Един такъв елемент са три проводника с ширина няколко нанометра: два от тях са успоредни, а третият е разположен под прав ъгъл спрямо тях. Проводниците не се докосват, а минават като мостове, един над друг. В този случай молекулярните вериги, образувани от нанопроводников материал под въздействието на приложеното към тях напрежение, се спускат от горните проводници към долните. Схеми, изградени с помощта на тази технология, вече демонстрираха способността да съхраняват данни и да извършват логически операции, тоест да заменят транзистори.
С новата технология размерите на частите на микросхемите ще паднат значително под нивото от 10-15 нанометра, до мащаб, при който традиционните полупроводникови транзистори просто физически не могат да работят. Вероятно още през първата половина на следващото десетилетие ще се появят серийни микросхеми (все още традиционни, силициеви), в които ще бъдат вградени определен брой наноелементи, създадени с помощта на нова технология.
През 2004 г. Kodak пусна хартия за мастиленоструйни принтери Ultima. Има девет слоя. Най-горният слой се състои от керамични наночастици, които правят хартията по-плътна и блестяща. Вътрешните слоеве съдържат пигментни наночастици с размери 10 nm, които подобряват качеството на печат. И бързото фиксиране на боята се улеснява от полимерни наночастици, включени в състава на покритието.
Директорът на Института по нанотехнологии на САЩ Чад Миркин вярва, че "нанотехнологиите ще възстановят всички материали от нулата. Всички материали, получени чрез молекулярно производство, ще бъдат нови, тъй като досега човечеството не е имало възможност да разработва и произвежда наноструктури. Сега ние използвайте само това в промишлеността "Какво ни дава природата. Ние правим дъски от дървета, жици от проводящ метал. Нанотехнологичният подход е, че ще преработим почти всеки природен ресурс в така наречените "градивни елементи", които ще формират основата на бъдещата индустрия ."
Сега вече виждаме началото на нанореволюцията: това са нови компютърни чипове и нови тъкани, които не цапат, и използването на наночастици в медицинската диагностика (виж също „Наука и живот” №, , 2005). Дори козметичната индустрия се интересува от наноматериали. Те могат да създадат много нови нестандартни направления в козметиката, които не са съществували преди.
В наномащабния диапазон почти всеки материал проявява уникални свойства. Например, известно е, че сребърните йони имат антисептично действие. Разтвор на сребърни наночастици има значително по-висока активност. Ако третирате превръзка с този разтвор и я нанесете върху гнойна рана, възпалението ще изчезне и раната ще заздравее по-бързо, отколкото при използване на конвенционални антисептици.
Вътрешният концерн Nanoindustry разработи технология за производство на сребърни наночастици, които са стабилни в разтвори и в адсорбирано състояние. Получените лекарства имат широк спектър на антимикробно действие. По този начин стана възможно създаването на цяла гама от продукти с антимикробни свойства с незначителни промени в технологичния процес от производителите на съществуващи продукти.
Сребърните наночастици могат да се използват за модифициране на традиционни и създаване на нови материали, покрития, дезинфектанти и почистващи препарати (включително пасти за зъби и почистващи пасти, прахове за пране, сапуни) и козметика. Покрития и материали (композитни, текстилни, лакови, карбонови и други), модифицирани със сребърни наночастици, могат да се използват като превантивна антимикробна защита на места, където рискът от разпространение на инфекции се увеличава: в транспорта, в заведенията за обществено хранене, в селскостопанските и животновъдни сгради, в детски, спортни и лечебни заведения. Сребърните наночастици могат да се използват за пречистване на вода и унищожаване на патогени във филтри на климатични системи, плувни басейни, душове и други подобни обществени места.
Подобни продукти се произвеждат в чужбина. Една компания произвежда покрития със сребърни наночастици за лечение на хронични възпаления и отворени рани.
Друг вид наноматериали са въглеродните нанотръби, които имат колосална здравина (вж. „Наука и живот” № 5, 2002; № 6, 2003). Това са особени цилиндрични полимерни молекули с диаметър приблизително половин нанометър и дължина до няколко микрометра. Те са открити за първи път преди по-малко от 10 години като странични продукти от синтеза на фулерен C60. Въпреки това електронни устройства с нанометрови размери вече се създават на базата на въглеродни нанотръби. Очаква се в обозримо бъдеще те да заменят много елементи в електронните схеми на различни устройства, включително съвременни компютри.
Нанотръбите обаче се използват не само в електрониката. Вече има налични в търговската мрежа тенис ракети, които са подсилени с въглеродни нанотръби, за да ограничат усукването и да осигурят по-голяма сила на удара. Те се използват и в някои части на спортни велосипеди.
РУСИЯ НА ПАЗАРА НА НАНОТЕХНОЛОГИИ
Местната компания Nanotechnology News Network наскоро представи още един нов продукт в Русия - самопочистващи се нанопокрития. Достатъчно е да напръскате стъклото на автомобила със специален разтвор, съдържащ наночастици силициев диоксид, и мръсотията и водата няма да полепнат по него в продължение на 50 000 км. Върху стъклото остава прозрачен ултратънък слой, върху който водата просто няма какво да полепне и се търкаля заедно с мръсотията. На първо място, собствениците на небостъргачи се заинтересуваха от новия продукт - огромна сума пари се изразходва за измиване на фасадите на тези сгради. Има такива състави за покриване на керамика, камък, дърво и дори дрехи.
Трябва да се каже, че някои руски организации вече успешно се представят на международния пазар на нанотехнологии.
Концернът „Наноиндустрия“ например има в портфолиото си редица нанотехнологични продукти, приложими в различни сфери на индустрията. Това са редуциращият състав „РВС” и сребърни наночастици за биотехнологиите и медицината, индустриалната нанотехнологична инсталация „ЛУЧ-1,2” и образователната нанотехнологична инсталация „УМКА”.
Съставът "RVS", който може да предпази от износване и да възстанови почти всички триещи се метални повърхности, се приготвя на базата на адаптивни наночастици. Този продукт ви позволява да създадете модифициран високовъглероден железен силикатен защитен слой с дебелина 0,1-1,5 mm в зони на интензивно триене на метални повърхности (например в триещи се двойки в двигатели с вътрешно горене). Изливайки такъв състав в картера на маслото, можете да забравите за проблема с износването на двигателя за дълго време. По време на работа механичните части се нагряват от триене, това нагряване кара металните наночастици да се придържат към повредените зони. Прекомерният растеж причинява по-интензивно нагряване и наночастиците губят способността си да се прикрепят. По този начин балансът се поддържа постоянно в триещия блок и частите практически не се износват.
Особен интерес представлява комплексът от нанотехнологично оборудване UMKA, който е предназначен за извършване на демонстрационни, изследователски и лабораторни работи на атомно-молекулярно ниво в областта на физиката, химията, биологията, медицината, генетиката и други фундаментални и приложни науки. Например, наскоро изобрази повърхността на DVD с разделителна способност от 0,3 микрона и това не е ограничението. Уникалната технология на работа при пикоамперни токове позволява сканиране дори на слабо проводими биологични проби без предварително отлагане на метал (обикновено е необходимо горният слой на пробата да е проводящ). "УМКА" има висока температурна стабилност, позволяваща продължителни манипулации с отделни групи атоми и висока скорост на сканиране, позволяваща наблюдение на бързи процеси.
Основната област на приложение на комплекса UMKA е обучението по съвременни практически методи за работа с наноразмерни структури. Комплексът УМКА включва: тунелен микроскоп, система за защита от вибрации, комплект тестови проби, комплекти консумативи и инструменти. Устройствата се побират в малък корпус, работят в стайни условия и струват под 8 хиляди долара. Можете да контролирате експериментите от обикновен персонален компютър.
През януари 2005 г. беше открит първият руски онлайн магазин за продажба на нанотехнологични продукти. Постоянният адрес на магазина в Интернет е www.nanobot.ru
ПРОБЛЕМИ СЪС СИГУРНОСТТА
Наскоро беше открито, че сферичните молекули C60, наречени фулерени, могат да причинят сериозни заболявания и да навредят на околната среда. Токсичността на водоразтворимите фулерени, когато са изложени на два различни вида човешки клетки, е установена от изследователи от университетите Райс и Джорджия (САЩ).
Професорът по химия Вики Колвин от университета Райс и колегите му откриха, че когато фулерените се разтварят във вода, се образуват колоиди C 60, които, когато са изложени на човешки кожни клетки и клетки на чернодробен карцином, причиняват тяхната смърт. В същото време концентрацията на фулерени във вода беше много ниска: ~ 20 C 60 молекули на 1 милиард водни молекули. В същото време изследователите показаха, че токсичността на молекулите зависи от модификацията на тяхната повърхност.
Изследователите предполагат, че токсичността на простите C60 фулерени се дължи на факта, че тяхната повърхност е способна да произвежда супероксидни аниони. Тези радикали увреждат клетъчните мембрани и водят до клетъчна смърт.
Колвин и колегите му заявиха, че това отрицателно свойство на фулерените може да се използва за добро - за лечение на ракови тумори. Необходимо е само да се изясни подробно механизмът на образуване на кислородните радикали. Очевидно ще бъде възможно да се създадат супер ефективни антибактериални лекарства на базата на фулерени.
В същото време опасността от използването на фулерени в потребителски продукти изглежда съвсем реална за учените.
Очевидно това е причината Американската комисия за безопасност на храните и лекарствата (FDA) наскоро обяви необходимостта от лицензиране и регулиране на широка гама от продукти (храни, козметика, лекарства, оборудване и ветеринарна медицина), произведени с помощта на нанотехнологии и използване на наноматериали и наноструктури.
НАНОТЕХНОЛОГИИТЕ СЕ НУЖДАЯТ ОТ ДЪРЖАВНА ПОДКРЕПА
За съжаление в Русия все още няма държавна програма за развитие на нанотехнологиите. (През 2005 г. програмата на САЩ за нанотехнологии, между другото, навърши пет години.) Без съмнение наличието на централизирана правителствена програма за развитие на нанотехнологиите би помогнало значително за практическото прилагане на резултатите от изследванията. За съжаление от чужди източници научаваме, че в страната има успешни разработки в областта на нанотехнологиите. Например през лятото Институтът по стандартизация на САЩ обяви създаването на най-малкия атомен часовник в света. Както се оказа, по създаването им е работил и руски екип.
В Русия няма държавна програма, но има изследователи и ентусиасти: през изминалата година Младежкото научно общество (YSS) обедини повече от 500 млади учени, докторанти и студенти, които мислят за бъдещето на своята страна. За подробно проучване на проблемите на нанотехнологиите през февруари 2004 г. на базата на Международния научноизследователски институт беше създадена аналитичната компания "Nanotechnology News Network (NNN)", която следи стотици отворени световни източници в тази област и в момента обработва над 4500 информационни съобщения от чуждестранни и руски медии, статии и прессъобщения, експертни коментари. Бяха създадени сайтовете www.mno.ru и www.nanonewsnet.ru, които бяха разгледани от повече от 170 000 граждани на Русия и ОНД.
КОНКУРС ЗА МЛАДЕЖКИ ПРОЕКТИ
През април 2004 г., съвместно с концерна за наноиндустрия с подкрепата на Uniastrum Bank, успешно се проведе първият общоруски конкурс за младежки проекти за създаване на вътрешни молекулярни нанотехнологии, който предизвика голям интерес от руски учени.
Победителите в състезанието представиха изключителни разработки: първо място бе присъдено на екип от млади учени от Руския химико-технологичен университет. Д. И. Менделеев под ръководството на кандидата на химическите науки Галина Попова, която създаде биомиметични (биомиметика - имитация на съществуващи в природата структури) материали за оптични наносензори, молекулярна електроника и биомедицина. Второто място зае студент от Ташкентския държавен педагогически университет. Низами Марина Фомина, която разработи система за целенасочена доставка на лекарства към болните тъкани, а третият е ученикът от Томск Алексей Хасанов, автор на технология за създаване на нанокерамични материали с уникални свойства. Победителите получиха ценни награди.
С подкрепата на банката е разработен и се подготвя за издаване научнопопулярен учебник „Нанотехнологии за всеки“, който получи висока оценка от водещи учени.
Компанията NNN, която за една година се превърна във водеща аналитична агенция в областта на нанотехнологиите, през декември 2004 г. обяви началото на Втория общоруски конкурс за младежки проекти, чийто генерален спонсор отново беше Uniastrum Bank, доволен от резултатите от първото състезание. Освен това този път спонсор стана и Powercom, международен производител на непрекъсваеми токозахранващи устройства. Списание "Наука и живот" взема активно участие в подготовката и отразяването на състезанието.
Целта на конкурса е да привлече талантливи младежи към развитието на нанотехнологиите в своята страна, а не в чужбина.
Победителят в конкурса ще получи нанотехнологична лаборатория "УМКА". Класираните на второ и трето място ще бъдат наградени с модерни лаптопи; Най-добрите участници ще получат безплатен абонамент за списание „Наука и живот“. Наградите включват комплекти за ремонт и възстановяване на превозни средства, базирани на наночастици, абонамент за списание Universum и месечни компактдискове „Светът на нанотехнологиите“.
Фокусът на проектите е изключително разнообразен: от обещаващи наноматериали за автомобилната и авиационната индустрия до импланти и невротехнологични интерфейси. Подробни материали за конкурса са на уебсайта www.nanonewsnet.ru.
През декември 2004 г. в град Фрязино (Московска област) се проведе първата конференция, посветена на индустриалното използване на нанотехнологиите, където учените представиха десетки разработки, готови за внедряване в производството. Сред тях са нови материали на базата на нанотръби, свръхздрави покрития, антифрикционни съединения, проводими полимери за гъвкава електроника, кондензатори с голям капацитет и др.
Нанотехнологиите в Русия набират скорост. Въпреки това, освен ако изследванията не се координират от държавата или цялостна федерална програма, нищо вероятно няма да се промени към по-добро. Вече има издаден учебник за бъдещите нанотехнолози.
