PROJEKTNA KARTICA
starosna grupa: 8-10 razredi.
Relevantnost: Nanotehnologija je usko povezana sa modernim ljudskim životom.
Cilj: proširenje razumijevanja nanotehnologija i područja njihove primjene.
Lokacija projekta: biologija, fizika, hemija, medicina, vojna nauka.
Vrsta projekta: grupa.
Trajanje rada na projektu: od 2 sedmice.
Problemska situacija
Oblast nauke i tehnologije koja se zove nanotehnologija pojavila se relativno nedavno. Izgledi za ovu nauku su ogromni. Sama čestica "nano" znači jednu milijardu količine. Na primjer, nanometar je milijardni dio metra. Ove veličine su slične veličinama molekula i atoma. Tačna definicija nanotehnologije je sljedeća: nanotehnologija je tehnologija koja manipuliše materijom na nivou atoma i molekula (zbog toga se nanotehnologija naziva i molekularna tehnologija). Poticaj za razvoj nanotehnologije bila je naučna ideja da, sa stanovišta fizike, nema prepreka stvaranju stvari direktno od atoma.
Danas možemo iskoristiti prednosti i nove mogućnosti nanotehnologije u:
- lijek;
- farmakologija;
- ekologija;
- informatika, informacijski sigurnosni sustavi;
- komunikacijski sistemi;
- automobilska, traktorska i zrakoplovna oprema;
- sigurnost na putu;
- novi navigacioni sistemi.
Zatim, nastavnik ili nastavnici različitih predmetnih oblasti pozivaju učenike da se podijele u grupe prema svojim kognitivnim interesima i istraže nanotehnologiju u odabranom polju znanja.
Projektni zadatak: proučavaju istoriju nanotehnologije, ideju nanotehnologije, primenu nanotehnologije u raznim oblastima znanja, smišljaju i predlažu više opcija za korišćenje nanotehnologije.
Mogući projektni proizvod:
- sažetak;
- izvještaj;
- članak;
- prezentacija.
Izvori informacija za studente:
- Kobayashi N. Uvod u nanotehnologiju. M.: Binom, 2005.
- Chaplygin A. Nanotehnologije u elektronici. M.: Tehnosfera, 2005.
Potrebni resursi za završetak projektnog zadatka: uzorci štuke, skener, mikroskopi.
Organizacija projektnih aktivnosti(u aplikaciji).
| Glavne faze | Aktivnosti učenika u ovoj fazi | Aktivnosti nastavnika u ovoj fazi | Korištene nastavne tehnologije |
| 1. Približno | Orijentacija u tematskom polju, određivanje teme projekta, pretraživanje i analiza problema, postavljanje cilja projekta, izbor naziva projekta | Konsalting | Učenje zasnovano na problemu, studija slučaja, tehnologija kreativnih radionica |
| 2. Glavni | Razvoj, diskusija o mogućim projektnim opcijama, prikupljanje i proučavanje informacija, raspodjela odgovornosti u grupnom projektu | Konsalting | Projektna metoda, problemsko učenje |
| 3. Refleksivno | Analiza rezultata projekta, samoprocjena kvaliteta projekta, unošenje potrebnih promjena | Formiranje grupa recenzenata, “spoljnih” eksperata | Projektna metoda |
| 4. Rezimiranje, prezentacija | Priprema teksta i odbrana projekta. Ispitivanje projekata drugova iz razreda |
Individualne i grupne konsultacije o sadržaju i pravilima projektantskog rada. Stručno mišljenje. Sumiranje, analiza obavljenog posla |
Diskusija, seminar, okrugli sto |
Procjena učinka. Javlja se kroz kolektivnu diskusiju i samoprocjenu. Nastavnik podsjeća učenike na kriterijume po kojima ocenjuju svoj rad i rad drugih: argumentovanost, ubedljivost, aktivnost, sopstveno mišljenje.
Preuzmite sav projektni materijal
Zahvaljujući inovativnim tehnologijama, čovečanstvo ima priliku da proučava svet oko nas na „manjem“ nivou. Nanotehnologija se koristi u različitim oblastima delatnosti. Mikroskopske čestice, ili kako ih danas obično zovu nanočestice, može se sintetizirati iz različitih materijala. Veličine ovih čestica ne prelaze 100 nm.
Čovječanstvo koristi jedinstvene mogućnosti nano svijeta od davnina. Na primjer, istorijsko remek-djelo Likurgova čaša kreirali su drevni rimski majstori. Jedinstvena struktura staklenog pehara iznenađuje čak i moderne majstore. Ako je čaša osvijetljena izvana bit će zelena, a ako je osvijetljena iznutra biće narandžasto-crvena. Šta je razlog? Stvar je u tome što su nanočestice plemenitih metala (srebro i zlato) ugrađene u strukturu stakla.
Nanočestice i medicina
Prvu nanočesticu opisao je A. Einstein još 1905. godine. On je dokazao da je molekul saharoze veličine oko 1 nm. Nanočestice lako savladavaju ćelijske membrane, tako da mogu prodrijeti bilo gdje u našem tijelu. Ovo jedinstveno svojstvo koristi se u praktičnoj medicini za dijagnosticiranje različitih bolesti.
Na primjer, nanočestice se koriste za dijagnosticiranje raka; mikročestice se vežu za stanice raka; njihova povećana koncentracija može se koristiti za određivanje lokacije kancerogenih stanica u tijelu. Nanotehnologija omogućava isporuku lijekova na precizno definiranu lokaciju. Koristeći nanočestice, možete ubrzati proces zarastanja rana i inhibirati rast tumora.
Kao što vidimo, naš život je usko povezan sa ovim mikroskopskim česticama. Dokazano je da nanočestice mogu djelovati kao katalizatori i adsorbenti. Već danas se nanotehnologija koristi za stvaranje ultra tankih i ultra izdržljivih zaštitnih premaza. Ipak, većina naučnih istraživača je mišljenja da uticaj nanočestica na ljudski organizam još nije dovoljno proučavan, pa je prerano slaviti bilo kakav uspeh i pobediti timpane.
Nanočestice i njihovo istraživanje
Osnova za proučavanje svih mogućnosti gore prikazanog materijala je visokokvalitetna laboratorijska oprema Horiba (analizatori veličine čestica). Trenutno se sve nanočestice mogu klasifikovati prema nekoliko indikatora:
Prema osnovnoj supstanci;
Po poreklu (prirodni, veštački);
Po vrsti multidimenzionalnosti.
Moderna laboratorijska oprema iz Horibe omogućava vam da odredite sva svojstva nanočestica. Naša kompanija Vam predstavlja sledeće modele laserskih analizatora poznate kompanije Horiba - SZ-100V2, LA-960V2 i LA-300. Dakle, laserski analizator SZ-100 se koristi za proučavanje mikročestica veličine od 0,3 nm do 8 mikrona, ζ-potencijala i molekularne težine. Princip mjerenja je baziran na fotokorelacionoj spektroskopiji. Laserski analizator LA-950 je jedinstven uređaj koji može raditi velikom brzinom. Koristeći ovu opremu, moguće je sprovesti istraživanje pomoću kružnog sistema u tečnom mediju. Laserski analizator LA-300 opremljen je automatskom pumpom i može raditi sa laserskom difrakcijom.
RVS doo je stalni partner brenda Horiba. Stručnjaci kompanije redovno prolaze naprednu obuku. Ako je potrebno, kompetentno će vas savjetovati i pomoći vam da odlučite o modelu laserskog analizatora. Prodajemo samo visokokvalitetne proizvode.
Svakim danom smo sve bliži neizbježnoj revoluciji koju donosi nanotehnologija. Stvaramo nove uređaje, dobijamo jedinstvene materijale o kojima nikada ranije nismo razmišljali. Upotreba nanotehnologije u svakodnevnom životu omogućila je promjenu oblika nama poznatih predmeta. Kao rezultat toga, dobili smo potpuno drugačija, ali korisna svojstva tvari. Realnost oko nas postaje manje opasna i povoljnija za ugodan život. Dobar primjer: smanjenje uobičajenih dimenzija korištenih električnih uređaja na veličinu nanočestica, nevidljivih ljudskom oku. Računari postaju sve manji, ali mnogo moćniji. Nanotehnologije u svakodnevnom životu i industriji omogućile su da značajno promijenimo sve oko nas.
Da li je moguće stvoriti oblik umjetne inteligencije koji može zadovoljiti sve naše potrebe? Odgovor leži u racionalnoj primjeni najnovijih dostignuća. Nanotehnologija je put budućnosti jer dotiče svaki aspekt naših života. Upotreba nanotehnologije nudi mnoge mogućnosti, ali i izaziva brojne zabrinutosti.
Prozor u nanosvet
Elektronski mikroskop vam omogućava da pogledate u mikrosvijet. Bez posebne opreme, nanotehnologiju je vrlo teško odmah uočiti u svakodnevnom životu, jer su toliko male da se ne mogu razlikovati golim okom. Upravo na takvim razmjerima tvari pokazuju najneobičnija i najneočekivanija svojstva. Upotreba takvih svojstava obećava jedinstvenu tehnološku revoluciju. Oni pružaju radikalno nove mogućnosti, kao što je kontrola ljudskog tijela i okoline.
Istorija nanotehnologije
Sve počinje 80-ih godina 20. stoljeća izumom alata zvanog skeniranje (STM). Profesor James Dzimzewski proveo je cijeli svoj profesionalni život u svijetu nanorazmjera. On je jedan od prvih ljudi na svetu koji je imao priliku da proučava materiju na nivou neverovatno malih količina, milionitih delova milimetra. Ovi mikroskopi vam omogućavaju da proučavate površinu na isti način na koji čitaju slepi.Tada niko nije mogao ni slutiti koliko će nanotehnologija biti korisna u svakodnevnom životu i industriji.
Princip rada sa nanočesticama
Skenirajući mikroskop koristi sondu koja je igla debljine 1 atom. Kada uđe unutar samo nekoliko nanometara od uzorka, elektroni se razmjenjuju s najbližom nanočesticom. Ovaj fenomen se naziva tunelski efekat. Kontrolni sistem bilježi promjene u veličini tunelske struje, te se na osnovu ovih informacija vrši preciznija konstrukcija topografije površine ispitivanog uzorka. Softver omogućava da se dobijeni podaci pretvore u sliku, što naučnicima daje ključ za novi svijet koristeći nanotehnologiju u svakodnevnom životu i drugim industrijama.
Prema riječima Jamesa Dzimzewskog, zahvaljujući skenirajućem elektronskom mikroskopu, naučnici su po prvi put dobili slike atoma i molekula i mogli su proučavati njihov oblik. Ovo je bila prava revolucija u nauci, jer su naučnici počeli da gledaju na mnoge stvari potpuno drugačije, obraćajući pažnju na svojstva pojedinačnih atoma, a ne miliona i milijardi čestica, kao što je to bio slučaj u prošlosti.
Prva otkrića
Upotreba novih tehnologija dovela je do nevjerovatnog otkrića. Kada je uređaj došao na 1 nanometar od atoma, nastala je veza između njega i atoma. Ova karakteristika je omogućila pronalaženje načina za pomicanje pojedinačnih mikročestica. Zahvaljujući ovom otkriću, postalo je moguće koristiti nanotehnologiju za ugodan život.
Kako je objasnio James Dzhimzewski, profesor na Univerzitetu u Kaliforniji, tunelski mikroskop za skeniranje omogućio je praktično dodirivanje molekula i atoma. Po prvi put, naučnici su mogli da manipulišu atomima na površini materije i stvore strukture koje su ranije bile nezamislive.
Ovo novootkriveno otkriće (sposobnost promatranja i manipulacije najmanjim česticama koje čine materiju) omogućilo je korištenje nanotehnologije u svim industrijama bez izuzetka.
Razvoj nanotehnologije
Fizičar i filozof Etin Klin smatra da je mogućnost tehnološkog proboja kroz nanotehnologiju sasvim realna, ali se na mnogo načina zasniva na entuzijazmu naučnika.
Kako kaže fizičar i filozof Etin Klin, prošlo je manje od 100 godina od trenutka eksperimentalne potvrde postojanja atoma do trenutka kada je postalo moguće manipulirati njima. Za naučnike se otvaraju mogućnosti o kojima se nikada ranije ne bi setili. Samo zahvaljujući tome, vlade svih razvijenih zemalja počele su pokazivati interesovanje za relevantne nauke. Sve je počelo američkom inicijativom 2002. koju su pokrenuli fizičari Roca i Benbridge. Ovi naučnici došli su na ludu ideju da će zahvaljujući nanotehnologiji čovječanstvo moći riješiti sve probleme s kojima se suočava.
Ova izjava je bila poticaj za početak brojnih studija koje su omogućile implementaciju tako naprednih područja nauke i tehnologije kao što su mikroelektronika, računarstvo, istraživanje nuklearne energije, mikrobiologija, laserska tehnologija, medicina i još mnogo toga.
Nanotehnologija: primjeri
Toliko je nevidljivih, ali vrlo važnih supstanci u svakodnevnom životu, za čije prisustvo i ne sumnjamo! Pogledajmo najupečatljivije primjere:
- Pasta za zube. Ranije niko nije razmišljao o tome zašto se sredstva za čišćenje zuba razlikuju. Sve se to objašnjava prisustvom određenih nanočestica. Na primjer, kalcijum hidroksiapatit, koji je nevidljiv golim okom, pomaže u obnavljanju oštećene cakline i štiti zube od karijesa.
- Auto farba. Moderne automobilske boje, zahvaljujući nanočesticama, mogu prekriti plitke ogrebotine i druge šupljine nastale na karoseriji. Sadrže mikroskopske kuglice koje pružaju ovaj efekat.
NANOTEHNOLOGIJA U NAŠEM ŽIVOTU
Museridze K., Ajawi E., Musina K., Simonyan R. Ya.
GBOU Srednja škola br. 1005 “Scarlet Sails”, Moskva, Rusija
Aktuelnost ove teme je uzrokovana „uvođenjem“ nanotehnologije u naše živote, jer danas ni jedna nauka ne može bez nanotehnologije. Trenutno se nauka o nanotehnologiji dinamično razvija i dobija na zamahu. Poboljšavaju se metode proučavanja i kontrole materije na molekularnom nivou za proizvodnju materijala, uređaji i sistemi imaju nova tehnička, funkcionalna i potrošačka svojstva. Nanotehnologija je ušla u svakodnevni život. Elektronika, medicina, kozmetologija, građevinarstvo - ovo nikako nije potpuna lista primjena ovih tehnologija na nivou prosječne osobe. I nema osobe koja za njih nije čula barem pola uha, ali da li svi ljudi znaju šta je to?
Nanotehnologija je oblast fundamentalne i primenjene nauke i tehnologije koja se bavi skupom teorijske opravdanosti, praktičnih metoda istraživanja, analize i sinteze, kao i metoda za proizvodnju i upotrebu proizvoda sa zadatom atomskom strukturom kroz kontrolisanu manipulaciju pojedinačnim atoma i molekula.
Svrha našeg istraživanja je da identifikujemo najnaprednije oblasti u primeni nanotehnologije, da pokažemo značaj nanotehnologije u ljudskom životu i govorimo o njima jednostavnim i razumljivim jezikom za svakoga, da popularišemo dostignuća ruskih naučnika u ovoj oblasti. .
Prvo ćemo govoriti o primjeni nanotehnologije u medicini. Nanomedicina je jedna od naučnih oblasti koje se aktivno razvijaju i podrazumeva praćenje, korekciju, genetsku korekciju i kontrolu bioloških sistema ljudskog tela na molekularnom nivou, korišćenjem nanouređaja, nanostruktura i informacionih tehnologija.
Nanoelektronika je oblast nauke i tehnologije koja obuhvata skup sredstava, metoda i metoda ljudske delatnosti usmerenih na teorijska i praktična istraživanja, modeliranje itd. .
U tekstilu, nanotehnologija pomaže odjeći da postane vodootporna, otporna na mrlje, toplinski provodljiva itd. Na primjer, nanomaterijali mogu kombinirati nanočestice i nanovlakna s drugim aditivima kako bi pružili sva ova svojstva vašoj majici.
“Funkcionalne” namirnice su prirodni proteini i peptidi mesa, koji su, zapravo, najkarakterističniji primjer nove generacije visokotehnološke hrane.
Nanotehnologija. – URL :
Semyachkina, Yu. A., Klochkov A. Ya. Nanotehnologije našeg vremena: prehrambena industrija [Tekst] // Tehničke znanosti: tradicije i inovacije: materijali Međunarodnog. naučnim konf. (Čeljabinsk, januar 2012). - Čeljabinsk: Dva komsomolca, 2012. - P. 166-167.
Funkcionalna hrana je multifunkcionalna hrana // Food News Time [Elektronski izvor] Način pristupa:
Y. SVIDINENKO, inženjer-fizičar
Nanostrukture će zamijeniti tradicionalne tranzistore.
Kompaktna obrazovna nanotehnološka instalacija "UMKA" omogućava vam da manipulišete pojedinačnim grupama atoma.
Koristeći "UMKA" instalaciju, moguće je pregledati površinu DVD-a.
Već je objavljen udžbenik za buduće nanotehnologe.
Nanotehnologija, koja se pojavila u poslednjoj četvrtini dvadesetog veka, ubrzano se razvija. Gotovo svakog mjeseca stižu poruke o novim projektima koji su prije samo godinu ili dvije izgledali kao apsolutna fantazija. Prema definiciji koju je dao pionir ove oblasti, Eric Drexler, nanotehnologija je „očekivana proizvodna tehnologija fokusirana na jeftinu proizvodnju uređaja i supstanci sa unapred određenom atomskom strukturom“. To znači da radi na pojedinačnim atomima kako bi se dobile strukture s atomskom preciznošću. Ovo je fundamentalna razlika između nanotehnologije i modernih „volumetrijskih“ bulk tehnologija koje manipulišu makro-objektima.
Podsjetimo čitaoca da je nano prefiks koji označava 10 -9. Osam atoma kiseonika može se nalaziti na segmentu dugom jedan nanometar.
Nanoobjekti (na primjer, metalne nanočestice) obično imaju fizička i kemijska svojstva koja se razlikuju od onih većih objekata od istog materijala i od svojstava pojedinačnih atoma. Recimo, temperatura topljenja čestica zlata veličine 5-10 nm je stotinama stepeni niža od temperature topljenja komada zlata zapremine 1 cm 3.
Istraživanja koja se provode u rasponu nanorazmjera nalaze se na raskrsnici znanosti; često istraživanja u području nauke o materijalima utiču na područja biotehnologije, fizike čvrstog stanja i elektronike.
Vodeći svjetski stručnjak u oblasti nanomedicine, Robert Freitas, rekao je: "Buduće nanomašine moraju se sastojati od milijardi atoma, tako da će njihov dizajn i konstrukcija zahtijevati napore tima stručnjaka. Svaki dizajn nanorobota zahtijevat će kombinovane napore nekoliko istraživački timovi. Avion Boeing 777 dizajnirali su i izgradili "mnogi timovi širom svijeta. Nanomedicinski robot budućnosti, koji se sastoji od milion (ili čak više) radnih dijelova, neće biti jednostavniji po složenosti dizajna od aviona. "
NANOPROIZVODI OKO NAS
Nanosvet je složen i još uvek relativno malo proučavan, a ipak nije tako daleko od nas kao što se činilo pre nekoliko godina. Većina nas redovno koristi jedan ili drugi napredak u nanotehnologiji, a da to i ne znamo. Na primjer, moderna mikroelektronika više nije mikro, već nano: tranzistori koji se danas proizvode - osnova svih čipova - leže u rasponu do 90 nm. A već se planira dalja minijaturizacija elektronskih komponenti na 60, 45 i 30 nm.
Štaviše, kako su predstavnici kompanije Hewlett-Packard nedavno objavili, tranzistori proizvedeni tradicionalnom tehnologijom bit će zamijenjeni nanostrukturama. Jedan takav element su tri vodiča široka nekoliko nanometara: dva su paralelna, a treći se nalazi pod pravim uglom u odnosu na njih. Provodnici se ne dodiruju, već prolaze kao mostovi, jedan iznad drugog. U ovom slučaju, molekularni lanci formirani od materijala nanoprovodnika pod utjecajem napona koji se na njih primjenjuje spuštaju se s gornjih vodiča na donje. Kola napravljena ovom tehnologijom već su pokazala sposobnost pohranjivanja podataka i izvođenja logičkih operacija, odnosno zamjene tranzistora.
Sa novom tehnologijom, dimenzije dijelova mikrokola će pasti znatno ispod nivoa od 10-15 nanometara, do razmjera u kojima tradicionalni poluvodički tranzistori jednostavno fizički ne mogu raditi. Vjerovatno će se već u prvoj polovini sljedeće decenije pojaviti serijska mikro kola (još uvijek tradicionalna, silicijumska) u koja će se ugraditi određeni broj nanoelemenata stvorenih novom tehnologijom.
Kodak je 2004. izdao papir za Ultima inkjet štampače. Ima devet slojeva. Gornji sloj se sastoji od keramičkih nanočestica koje papir čine gušćim i sjajnijim. Unutrašnji slojevi sadrže pigmentne nanočestice veličine 10 nm, koje poboljšavaju kvalitet štampe. A brzo fiksiranje boje olakšavaju polimerne nanočestice uključene u sastav premaza.
Direktor američkog Instituta za nanotehnologiju Chad Mirkin smatra da će "nanotehnologija obnoviti sve materijale od nule. Svi materijali dobijeni molekularnom proizvodnjom biće novi, jer do sada čovječanstvo nije imalo priliku da razvija i proizvodi nanostrukture. koristiti samo to u industriji "Ono što nam priroda daje. Pravimo daske od drveća, žice od provodnog metala. Nanotehnološki pristup je da ćemo gotovo svaki prirodni resurs preraditi u tzv. "građevinske blokove" koji će činiti osnovu buduće industrije ."
Sada već vidimo početak nanorevolucije: to su novi kompjuterski čipovi, i nove tkanine koje se ne mrlje, i upotreba nanočestica u medicinskoj dijagnostici (vidi i “Nauka i život” br., 2005.). Čak je i kozmetička industrija zainteresirana za nanomaterijale. Oni mogu stvoriti mnoge nove nestandardne smjerove u kozmetici koji prije nisu postojali.
U rasponu nanorazmjera, gotovo svaki materijal pokazuje jedinstvena svojstva. Na primjer, poznato je da ioni srebra imaju antiseptičko djelovanje. Rastvor nanočestica srebra ima znatno veću aktivnost. Ako tretirate zavoj ovom otopinom i nanesete ga na gnojnu ranu, upala će nestati i rana će zacijeliti brže nego upotrebom konvencionalnih antiseptika.
Domaći koncern Nanoindustry razvio je tehnologiju za proizvodnju nanočestica srebra koje su stabilne u rastvorima i u adsorbovanom stanju. Dobijeni lijekovi imaju širok spektar antimikrobnog djelovanja. Tako je postalo moguće kreirati čitav niz proizvoda sa antimikrobnim svojstvima uz manje promjene u tehnološkom procesu od strane proizvođača postojećih proizvoda.
Srebrne nanočestice mogu se koristiti za modifikaciju tradicionalnih i stvaranje novih materijala, premaza, dezinfekcionih sredstava i deterdženata (uključujući paste za zube i paste za čišćenje, praškove za pranje, sapune) i kozmetiku. Premazi i materijali (kompozit, tekstil, boje i lakovi, karbonski i drugi) modificirani nanočesticama srebra mogu se koristiti kao preventivna antimikrobna zaštita na mjestima gdje je povećan rizik od širenja infekcija: u transportu, u javnim ugostiteljskim objektima, u poljoprivrednim i stočni objekti, u dječjim, sportskim i medicinskim ustanovama. Srebrne nanočestice mogu se koristiti za pročišćavanje vode i uništavanje patogena u filterima klimatizacijskih sistema, bazenima, tuševima i drugim sličnim javnim mjestima.
Slični proizvodi se proizvode u inostranstvu. Jedna kompanija proizvodi obloge sa nanočesticama srebra za liječenje hroničnih upala i otvorenih rana.
Druga vrsta nanomaterijala su ugljične nanocijevi, koje imaju kolosalnu snagu (vidi “Nauka i život” br. 5, 2002; br. 6, 2003). To su neobične cilindrične polimerne molekule promjera približno pola nanometra i dužine do nekoliko mikrometara. Prvi put su otkriveni prije manje od 10 godina kao nusproizvodi sinteze fulerena C60. Ipak, elektronski uređaji veličine nanometara već se stvaraju na bazi ugljičnih nanocijevi. Očekuje se da će u dogledno vrijeme zamijeniti mnoge elemente u elektronskim kolima različitih uređaja, uključujući i moderne računare.
Međutim, nanocijevi se ne koriste samo u elektronici. Već postoje komercijalno dostupni teniski reketi koji su ojačani karbonskim nanocijevima kako bi se ograničilo uvijanje i pružila veća snaga udarca. Koriste se i u nekim dijelovima sportskih bicikala.
RUSIJA NA TRŽIŠTU NANOTEHNOLOGIJE
Domaća kompanija Nanotechnology News Network nedavno je predstavila još jedan novi proizvod u Rusiji - samočisteće nanopremaze. Dovoljno je poprskati automobilsko staklo specijalnom otopinom koja sadrži nanočestice silicijum dioksida, a prljavština i voda se neće zalijepiti za njega 50.000 km. Na staklu ostaje prozirni ultra tanak sloj na kojem jednostavno nema za šta da se zalijepi voda i otkotrlja se zajedno sa prljavštinom. Prije svega, vlasnici nebodera su se zainteresirali za novi proizvod - ogroman novac se troši na pranje fasada ovih zgrada. Postoje takve kompozicije za premazivanje keramike, kamena, drveta, pa čak i odjeće.
Mora se reći da neke ruske organizacije već uspješno nastupaju na međunarodnom tržištu nanotehnologije.
Koncern Nanoindustry, na primjer, u svom portfelju ima niz nanotehnoloških proizvoda primjenjivih u različitim oblastima industrije. To su redukcioni sastav "RVS" i nanočestice srebra za biotehnologiju i medicinu, industrijska nanotehnološka instalacija "LUCH-1,2" i obrazovna nanotehnološka instalacija "UMKA".
Kompozicija “RVS”, koja može zaštititi od habanja i obnoviti gotovo sve metalne površine koje se trljaju, pripremljena je na bazi adaptivnih nanočestica. Ovaj proizvod vam omogućuje stvaranje modificiranog zaštitnog sloja željeznog silikata s visokim udjelom ugljika debljine 0,1-1,5 mm u područjima intenzivnog trenja metalnih površina (na primjer, u parovima trenja u motorima s unutarnjim sagorijevanjem). Ulivanjem takvog sastava u karter ulja možete dugo zaboraviti na problem trošenja motora. Tokom rada, mehanički dijelovi se zagrijavaju od trenja, ovo zagrijavanje uzrokuje prianjanje metalnih nanočestica na oštećena područja. Prekomjeran rast uzrokuje jače zagrijavanje, a nanočestice gube sposobnost vezivanja. Tako se u jedinici za trljanje stalno održava ravnoteža, a dijelovi se praktički ne troše.
Od posebnog interesa je UMKA kompleks nanotehnološke opreme, koji je namijenjen za izvođenje demonstracionog, istraživačkog i laboratorijskog rada na atomsko-molekularnom nivou u oblasti fizike, hemije, biologije, medicine, genetike i drugih fundamentalnih i primijenjenih nauka. Na primjer, nedavno je snimio površinu DVD-a s rezolucijom od 0,3 mikrona, a to nije granica. Jedinstvena tehnologija rada na pikoamper strujama omogućava skeniranje čak i slabo provodljivih bioloških uzoraka bez prethodnog taloženja metala (obično je potrebno da gornji sloj uzorka bude provodljiv). "UMKA" ima visoku temperaturnu stabilnost, omogućava dugotrajne manipulacije sa pojedinačnim grupama atoma, i veliku brzinu skeniranja, omogućavajući posmatranje brzih procesa.
Glavno područje primjene UMKA kompleksa je obuka u modernim praktičnim metodama rada sa strukturama nano veličine. Kompleks UMKA uključuje: tunelski mikroskop, sistem za zaštitu od vibracija, set uzoraka za ispitivanje, setove potrošnog materijala i alata. Uređaji se uklapaju u malo kućište, rade u sobnim uslovima i koštaju manje od 8 hiljada dolara. Možete kontrolisati eksperimente sa običnog personalnog računara.
U januaru 2005. godine otvorena je prva ruska internet prodavnica koja prodaje proizvode nanotehnologije. Stalna adresa prodavnice na Internetu je www.nanobot.ru
BEZBEDNOSNA PITANJA
Nedavno je otkriveno da sferni C60 molekuli zvani fulerini mogu uzrokovati ozbiljne bolesti i naštetiti okolišu. Istraživači sa univerziteta Rice and Georgia (SAD) utvrdili su toksičnost fulerena rastvorljivih u vodi kada su izloženi dva različita tipa ljudskih ćelija.
Profesor hemije Vicki Colvin sa Univerziteta Rice i njegove kolege otkrili su da kada se fulerini rastvore u vodi, nastaju koloidi C 60, koji, kada su izloženi ćelijama ljudske kože i ćelijama karcinoma jetre, uzrokuju njihovu smrt. Istovremeno, koncentracija fulerena u vodi bila je vrlo niska: ~ 20 C 60 molekula na 1 milijardu molekula vode. Istovremeno, istraživači su pokazali da toksičnost molekula zavisi od modifikacije njihove površine.
Istraživači sugeriraju da je toksičnost jednostavnih C60 fulerena posljedica činjenice da je njihova površina sposobna proizvoditi superoksidne anione. Ovi radikali oštećuju ćelijske membrane i dovode do smrti ćelije.
Colvin i njegove kolege su izjavili da se ovo negativno svojstvo fulerena može koristiti za dobro - za liječenje tumora raka. Potrebno je samo detaljno razjasniti mehanizam nastanka kisikovih radikala. Očigledno je da će biti moguće stvoriti superefikasne antibakterijske lijekove na bazi fulerena.
U isto vrijeme, naučnicima se čini sasvim realnom opasnost od upotrebe fulerena u potrošačkim proizvodima.
Očigledno je to razlog zašto je Američka komisija za sigurnost hrane i lijekova (FDA) nedavno objavila potrebu za licenciranjem i regulacijom širokog spektra proizvoda (hrana, kozmetika, lijekovi, oprema i veterinarska medicina) proizvedenih korištenjem nanotehnologije i korištenjem nanomaterijala i nanostruktura.
NANOTEHNOLOGIJAMA TREBA PODRŠKA VLADE
Nažalost, u Rusiji još uvijek ne postoji državni program za razvoj nanotehnologije. (Godine 2005. američki program za nanotehnologiju, inače, napunio je pet godina.) Bez sumnje, postojanje centralizovanog vladinog programa za razvoj nanotehnologije uvelike bi pomoglo u praktičnoj implementaciji rezultata istraživanja. Nažalost, iz stranih izvora saznajemo da u zemlji ima uspješnog razvoja u oblasti nanotehnologije. Na primjer, u ljeto je američki institut za standarde najavio stvaranje najmanjeg atomskog sata na svijetu. Kako se ispostavilo, na njihovoj kreaciji je radio i ruski tim.
U Rusiji ne postoji državni program, ali postoje istraživači i entuzijasti: tokom protekle godine Omladinsko naučno društvo (YSS) ujedinilo je više od 500 mladih naučnika, postdiplomaca i studenata koji razmišljaju o budućnosti svoje zemlje. Za detaljnu studiju problematike nanotehnologije, u februaru 2004. godine, na bazi MNO-a je stvorena analitička kompanija “Nanotechnology News Network (NNN)” koja prati stotine izvora otvorenog svijeta u ovoj oblasti i trenutno obrađuje preko 4.500 informativnih poruka iz stranih i ruskih medija, članci i saopštenja za javnost i komentari stručnjaka. Napravljene su web stranice www.mno.ru i www.nanonewsnet.ru koje je pogledalo više od 170.000 građana Rusije i ZND.
KONKURS PROJEKATA MLADIH
U aprilu 2004. godine, zajedno sa koncern Nanoindustry uz podršku Uniastrum banke, uspješno je održano prvo Sverusko takmičenje omladinskih projekata za stvaranje domaće molekularne nanotehnologije, što je izazvalo veliko interesovanje ruskih naučnika.
Pobjednici takmičenja predstavili su izvanredna dostignuća: prvo mjesto pripalo je timu mladih naučnika sa Ruskog hemijsko-tehnološkog univerziteta. D.I. Mendelejev pod vodstvom kandidatkinje kemijskih nauka Galine Popove, koja je stvorila biomimetičke (biomimetike - imitacija struktura koje postoje u prirodi) materijale za optičke nanosenzore, molekularnu elektroniku i biomedicinu. Drugo mjesto zauzeo je diplomirani student Taškentskog državnog pedagoškog univerziteta. Nizami Marina Fomina, koja je razvila sistem za ciljanu dostavu lekova u obolela tkiva, a treći je učenik iz Tomska Aleksej Hasanov, autor tehnologije za stvaranje nanokeramičkih materijala sa jedinstvenim svojstvima. Pobjednici su dobili vrijedne nagrade.
Uz podršku banke razvijen je i u pripremi za objavljivanje naučno-popularni udžbenik „Nanotehnologije za svakoga“, koji je dobio visoke pohvale vodećih naučnika.
Kompanija NNN, koja je za godinu dana postala vodeća analitička agencija u oblasti nanotehnologije, u decembru 2004. objavila je početak Drugog sveruskog takmičenja omladinskih projekata, čiji je generalni sponzor ponovo bila Uniastrum banka, zadovoljna rezultati prvog takmičenja. Osim toga, ovaj put sponzor je postao i Powercom, međunarodni proizvođač besprekidnih izvora napajanja. Časopis "Nauka i život" aktivno učestvuje u pripremi i praćenju takmičenja.
Svrha konkursa je da privuče talentovane mlade za razvoj nanotehnologije u svojoj zemlji, a ne u inostranstvu.
Pobjednik konkursa će dobiti nanotehnološku laboratoriju "UMKA". Drugoplasirani i trećeplasirani biće nagrađeni modernim laptopima; Najbolji učesnici će dobiti besplatnu pretplatu na časopis Science and Life. Nagrade uključuju komplete za popravku i restauraciju vozila na bazi nanočestica, pretplatu na časopis Universum i mjesečne CD-ove "Svijet nanotehnologija".
Fokus projekata je izuzetno raznolik: od obećavajućih nanomaterijala za automobilsku i avio-industriju do implantata i neurotehnoloških interfejsa. Detaljni materijali konkursa nalaze se na web stranici www.nanonewsnet.ru.
U decembru 2004. godine održana je prva konferencija posvećena industrijskoj upotrebi nanotehnologije u gradu Fryazino (Moskovska oblast), gde su naučnici predstavili desetine razvoja spremnih za implementaciju u proizvodnju. Među njima su novi materijali na bazi nanocijevi, ultra jaki premazi, antifrikcioni spojevi, provodljivi polimeri za fleksibilnu elektroniku, kondenzatori velikog kapaciteta itd.
Nanotehnologija u Rusiji uzima maha. Međutim, osim ako istraživanje ne koordinira država ili sveobuhvatni federalni program, ništa se vjerovatno neće promijeniti na bolje. Već je objavljen udžbenik za buduće nanotehnologe.
