WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 |

«На кафедре физики работают высококвалифицированные специалисты, имеющие ученые степени и звания: 4 доктора и 16 кандидатов наук 2040 год – будет усовершенствован ...»

-- [ Страница 1 ] --

ФГБОУ ВПО

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

НАНОМАТЕРИАЛЫ

И

НАНОТЕХНОЛОГИИ

НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ

150100 «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ

МАТЕРИАЛОВ»

ВЫПУСКАЮЩАЯ КАФЕДРА:

КАФЕДРА ФИЗИКИ ИМЕНИ

ПРОФЕССОРА В. М. ФИНКЕЛЯ

(HTTP://WWW.SIBSIU.RU/KF) Заведующий кафедрой Заслуженный деятель науки РФ, Почетный работник высшего профессионального образования, доктор физико – математических наук, профессор Громов Виктор Евгеньевич

КАФЕДРА ФИЗИКИ ИМЕНИ

ПРОФЕССОРА В.М. ФИНКЕЛЯ

Создана научная школа «прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий»

(руководитель д.ф.-м.н., профессор Громов В. Е.) На кафедре физики работают высококвалифицированные специалисты, имеющие ученые степени и звания:

4 доктора и 16 кандидатов наук «2040 год – будет усовершенствован «Универсальный репликатор», основанный на

НАНОТЕХНОЛОГИЯХ:

может быть создан объект любой сложности при наличии сырья и информационной матрицы.

Бриллианты и деликатесная еда могут быть сделаны в буквальном смысле из грязи.

В результате за ненадобностью исчезнут промышленность и сельское хозяйство, в вместе с ними и недавнее изобретение человеческой цивилизации – работа.

После чего последует взрывное развитие искусств, развлечений, образования»

АРТУР КЛАРК

«Мир задыхается от благоденствия. В каждом доме стоит комбайн, (англ. писатель – фантаст, который превращает любой подручный материал: грязь, мусор в еду, футуролог, ученый, драгоценности или даже произведения искусства. Проблемы здоровья не изобретатель, создатель существует: внутри человека работают микроскопические роботы-врачи, культового научно- исцеляющие на атомарном уровне. Преступности нет: микророботы полицейские следят за разрухой в умах: они там работают. Нарушить фантастического фильма закон теперь не может прийти в голову. Массовое потребление «Космическая одиссея обслуживает новое поколение копировальных аппаратов. Дома, 2001» (1968 г.) Станислав Лем автомобили, мебель просто копируются. Расходный материал — (польский картриджи с необходимыми атомами».

писатель – «Это благоденствие наступит уже фантаст, через 500 лет».

футуролог) 1921 – 2006 г.г.

«Уважаемые господа! Практически вс, что необходимо современному человеку для жизни и деятельности может быть Жорес Иванович Алферов изготовлено из атомов Советский и российский и молекул, вс от продуктов питания до ядерных физик, электростанций дадут нам Лауреат Нобелевской молекулярные нанороботы. премии мира по физике 2000 г.

Из грязи, оставшейся на коврике, после того как вы вытерли ноги».

исторические вехи становления нанотехнологий V век до н.э., Греческий философ Демокрит (отец нанотехнологий): впервые использовал слово «атом»

для описания самой малой частицы вещества 1905 г., швейцарский физик Альберт Эйнштейн:

опубликовал научную работу, в которой показал, что молекула сахара имеет размер порядка 1 нм 1931 г., немецкие физики Макс Кнолл и Эрнст Руска: создали электронный микроскоп, который впервые позволил исследовать нанообъекты 1968 год, Альфред Чо и Джон Артур: сотрудники научного подразделения американской компании Bell, разработали теоретические исторические вехи становления нанотехнологий 1974 г., японский физик Норио Танигучи: ввел в научный оборот слово «нанотехнологии», которым предложил называть механизмы размером менее одного 1 мкм 1981 г., швейцарские физики Герд Бинниг и Генрих Рорер: сканирующий туннельный микроскоп прибор, позволяющий осуществлять воздействие на вещество Нобелевская премия мира по физике за создание туннельного микроскоп (1986 г.) 1985 год., американские физики Роберт Керл, Хэрольд Крото, Ричард Смэйли: создали технологию, позволяющую точно измерять предметы диаметром в один нанометр 1986 г., американские физики Герд Биннинг, Кельвин Куэйт и Кристофер Гербер : создан сканирующий атомно - силовой микроскоп, позволяющий осуществлять взаимодействие с любыми материалами, а не только с проводящими исторические вехи становления нанотехнологий 1986 г., американский футуролог Эрик Дрекслер: опубликовал книгу, в которой предсказывал, что нанотехнология в скором времени начнет активно развиваться.

Нанотехнология стала известна широкой публике 1989 г., Дональд Эйглер, сотрудник компании 1993 г., в США начали присуждать Фейнмановскую премию, которая названа в честь физика Ричарда Фейнмана, который в 1959 году произнес пророческую речь о том в лекции «Там, внизу, ещ много места» ("There is plenty of space on the bottom"), что многие научные проблемы будут решены лишь тогда, когда ученые научатся работать на атомарном уровне.

В 1965 году Фейнману была присуждена Нобелевская премия по физике «За исследования в сфере квантовой электродинамики»

(ныне это одна из областей нанонауки) исторические вехи становления нанотехнологий 1998 г., голландский физик Сеез Деккер: создал нанотранзистор на основе 2000 г., Администрация США поддержала создание Национальной инициативы в области нанотехнологии (National Nanotechnology Initiative).



Нанотехнологические исследования получили государственное финансирование, первый транш которого составил $ 500 млн.

В 2002 г. сумма ассигнований была увеличена до $ 604 млн.

В 2004 г. правительство США приняло решение увеличить финансирование В целом, мировые инвестиции в нано в 2004 году составили около

КТО ЕСТЬ КТО В НАНОНАУКЕ ?

«Любой ученый мечтает получить Нобелевскую премию – ведь получая ее, Нобелевская премия мира по физике (1956 г.) за открытие транзисторного эффекта и создание первого полупроводникового транзистора, что привело к возникновению микроэлектроники Приставка «НАНО» (от греч. «nannos» – карлик, гномик, множитель приставки 10-9 м) прочно вошла в современный научно-технический лексикон.

Что же означают современные термины:

«наномир», «нанонаука», «нанотехнологии», «нанотехника», «наноматериалы», «наноэлектроника», «нанобиотехнология», «нанокерамика», «наномедицина».

В фокусе нанотехнологий находятся так называемые нанообъекты размером приблизительно от 1 до 100 нм.

Нанотехнология – впервые термин предложен японским профессором Норио Танигучи (1974 г.) – прецизионная механическая обработка изделий с субмикронной точностью для быстрой миниатюризации твердотельной электроники Нанотехнология – совокупность технологий, методов и процессов, Нанотехнология – совокупность фундаментальных и прикладных исследований и разработок, направленных на познание специфики поведения вещества и управление его свойствами в интервале его характерных размеров примерно от 1 до 100 нм, где уникальные явления позволяют реализовать инновационные приложения НАНОМИР представлен объектами и структурами, размер которых составляет 1 нм = 10-9 м = 10-6 мм = 10-3 мкм.

Объекты микромира, хотя бы один из линейных размеров которых не превышает 100 нм, принято относить к НАНОСТРУКТУРАМ.

На их основе создают НАНОМАТЕРИАЛЫ Классификация наноструктур может осуществляться на основе линейных размеров частицы по направлениям тех самых координатных осей x, y, z:

• объемные трехмерные (3D) структуры – это нанокластеры;

• плоские двумерные (2D) объекты— это нанопленки;

• линейные одномерные (1D) структуры— нанонити и нанопроволоки;

• нульмерные (0D) объекты — наноточки, или квантовые точки.

• пористые структуры — нанотрубки, наношарики и нанопористые материалы (цеолиты).

• дендримеры — ветвистые структуры.

МНОГООБРАЗИЕ НАНОСТРУКТУР

из оксида цинка, полученного при осаждении паров оксида цинка в присутствии In2O

МНОГООБРАЗИЕ НАНОСТРУКТУР

«НАНООДУВАНЧИКИ» – cтруктуры состава VOOH «НАНОРАСЧЕСКА» – структура из оксида цинка в смеси с угольным «НАНОМЕТЛА» и «НАНОЩЕТКА» - получены выращиванием нанотрубок на нитях силицида углерода из горячего газа.

Ручки покрыты тончайшим слоем золота, исключающим

НАНОСТРУКТУРА «РЫБЬЯ КОСТЬ» –

синтезирована при нагревании смеси порошков MgO и Co на кремниевой

МНОГООБРАЗИЕ НАНОСТРУКТУР

наращиванием коллоидных наночешуек MnO2 на наносферах поливинилхлорида с

СОВРЕМЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ

НАНОТЕХНОЛОГИЙ

Графен (graphen) – слой атомов углерода, соединенных в гексагональную двумерную кристаллическую решетку (плоскость графита, отделенного от объемного кристалла); высокая тепло- и электропроводность, жесткость; будущее 2010 г. – Нобелевская премия мира по физике – А.

Гейм, К. Новоселов «За передовые опыты с двумерным материалом – графеном».

Применение: возможная замену кремния в интегральных микросхемах, новый класс графеновой наноэлектроники с базовой толщиной транзисторов до 10 нм, в качестве очень чувствительного сенсора размером 1 мкм 1 мкм для обнаружения отдельных молекул химических веществ, присоединнных к

СОВРЕМЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ

НАНОТЕХНОЛОГИЙ

Y – транзистор (Y – transistor) – полевой транзистор, созданный на основе нанотрубки Квантовая точка (quanum dot, QD) – структура, у которой во всех трех направлениях (x, y, z) размеры составляют несколько межатомных расстояний (нуль- или трехмерная структура) Квантовая яма (quantum well) – квантовая структура, имеющая размерность локализации, равную

СОВРЕМЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ

НАНОТЕХНОЛОГИЙ

Клоттоцит (в наномедицине, clottocyte) – искусственный аналог тромбоцита (один из элементов крови животных и человека, участвующий в ее свертывании) Композиционный материал (композит, compozite material) – неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические свойства (прочность, жесткость) материала, и матрицу (основу), обеспечивающую совместную работу армирующих элементов) и защиту от механических повреждений и агрессивной

МЕТАМАТЕРИАЛЫ

Какими свойствами будет обладать материал, полученный при Вспомним сказки, в которых колдуны и волшебники смешивают Волшебные свойства этих снадобий не свойственны отдельным

МАТЕРИАЛЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ПОКАЗАТЕЛЕМ

Природные материалы с 0 хорошо известны – это любой металл при частотах ниже плазменной частоты Материал с 0 – может быть получен для проводящего кольца с Если поместить кольцо с зазором в переменное магнитное поле, то в кольце возникнет электрический ток, а на месте зазора Впервые объединить обе системы (0 и 0; n= 0) удалось в 2000 г. америк. Дэвиду Смиту и был создан МЕТАМАТЕРИАЛ.

КОСТЮМ – «НЕВИДИМКА» И УМНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ

Принцип работы костюма – невидимки:

это наноматериал, в который встроены миниатюрные видеодатчики и светоизлучающие элементы.

Каждый датчик, принимающий изображение из какой - либо точки, например, со спины, посылает видеосигнал на процессор, который перенаправляет его на соответствующий участок экрана спереди.



Pages:     || 2 | 3 |