Презентация по химии Нанотехнологии

ГБОУ «Республиканская школа-интернат №2» Выполнили: ученики 11 класса Бутакова Надежда и Тютрин Григорий. Руководитель: Дылгырова Тамара Дагбаевна. Слово “nano-“ на греческом языке означает “незначительного размера”, “карлик”. В науке слово “nano-“, означает 10 в -9 степени (10 -9) или одну миллиардную чего-либо. Nano-технология – технология, с помощью которой человек может управлять отдельными молекулами (частицами) или системами молекул при создании nano-структур с определенными физическими, химическими и биологическими свойствами, которые нам нужны. Принцип nano-технологии прост – найти сверхмалую частицу с необходимыми свойствами и поставить ее на нужное место. Таким образом, можно строить nano-структуры только из необходимых частиц (молекул) с нужными и полезными свойствами, а с ненужными свойствами - просто убирать. В результате этого получается изделие с необходимыми заданными свойствами. волос клетка пылевой клещ человек континент Земля планеты атомы НАНОТЕХНОЛОГИИ Химия, атомная и ядерная физика Биология Социальные науки Геология Астрономия Нанотехнологии: место среди других наук Можно заставить наномир работать на нас !!! бактериофаг Вирус гриппа Частица Au, окружённая более мелкими Мозаика из 1 нм С60 Почему «нанотехнологии» - это интересно? Наномир живёт внутри нас и работает на нас !!! бактериофаг Вирус гриппа Частица Au, окружённая более мелкими 1959 г. Лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман заявляет, что в будущем, научившись манипулировать отдельными атомами, человечество сможет синтезировать все, что угодно.1981 г. Создание Бинигом и Рорером сканирующего туннельного микроскопа - прибора, позволяющего осуществлять воздействие на вещество на атомарном уровне.1982-85 гг. Достижение атомарного разрешения.1986 г. Создание атомно-силового микроскопа, позволяющего, в отличие от туннельного микроскопа, осуществлять взаимодействие с любыми материалами, а не только с проводящими.1990 г. Манипуляции единичными атомами.1994 г. Начало применения нанотехнологических методов в промышленности. Основные этапы в развитии нанотехнологии: Направления нанотехнологий: 1. изготовление электронных схем (в том числе и объемных) с активными элементами, размерами сравнимыми с размерами молекул и атомов; 2. разработка и изготовление наномашин; 3. манипуляция отдельными атомами и молекулами и сборка из них макрообъектов. Создание молекулярных роботов-врачей, которые "жили" бы внутри человеческого организма, устраняя или предотвращая все возникающие повреждения, включая генетические.Срок реализации - первая половина XXI века. Медицина. Эритроциты и бактерии - перевозчики нанокапсул с лекарствами Эритроциты с приклеенными к ним нанокапсулами, способными прилипать только к определённым типам клеток (больным), доставят эти капсулы клеткам-адресатам. Способ доставки наночастиц с лекарствами или фрагментами ДНК (генами) для лечения клеток Геронтология. Достижение личного бессмертия людей за счет внедрения в организм молекулярных роботов, предотвращающих старение клеток, а также перестройки и улучшения тканей человеческого организма. Оживление и излечение тех безнадежно больных людей, которые были заморожены в настоящее время методами крионики.Срок реализации: третья - четвертая четверти XXI века. Замена традиционных методов производства сборкой молекулярными роботами предметов потребления непосредственно из атомов и молекул.Срок реализации - начало XXI века Нанотрубки делают полимерные материалы более прочными Промышленность. Нановолоски делают поверхность чистой. Слева - капля не смачивает поверхность, состоящую из нановолосков, и поэтому не растекается по ней. Справа – схематическое изображение поверхности, похожей на массажную щётку; тэта - краевой угол, величина которого говорит о смачиваемости поверхности: чем больше тэта, тем меньше смачиваемость. Сельское хозяйство. Замена природных производителей пищи (растений и животных) аналогичными функционально комплексами из молекулярных роботов.Они будут воспроизводить те же химические процессы, что происходят в живом организме, однако более коротким и эффективным путем. Например, из цепочки"почва - углекислый газ - фотосинтез - трава - корова - молоко" будут удалены все лишние звенья. Останется "почва - углекислый газ - молоко(творог, масло, мясо)". Такое "сельское хозяйство" не будет зависеть от погодных условий и не будет нуждаться в тяжелом физическом труде. А производительности его хватит, чтобы решить продовольственную проблему раз и навсегда. Срок реализации – вторая - четвертая четверть XXI века. Биология Станет возможным внедрение наноэлементов в живой организм на уровне атомов. Последствия могут быть самыми различными - от"восстановления" вымерших видов до создания новых типов живых существ, биороботов.Срок реализации: середина XXI века. Нанотехнологии в криминалистике. Отпечаток пальца на бумаге и тот же после контрастирования с помощью золотых наночастиц, прилипших к жирным следам бороздок, оставшимся на бумаге. Экология Полное устранение вредного влияния деятельности человека на окружающую среду. Во-первых, за счет насыщения экосферы молекулярными роботами-санитарами, превращающими отходы деятельности человека в исходное сырье; а во-вторых, за счет перевода промышленности и сельского хозяйства на безотходные нанотехнологические методы.Срок реализации: середина XXI века. Освоение космоса По-видимому, освоению космоса "обычным" порядком будет предшествовать освоение его нанороботами. Огромная армия роботов-молекул будет выпущена в околоземное космическое пространство и подготовит его для заселения человеком - сделает пригодными для обитания Луну, астероиды, ближайшие планеты, соорудит из "подручных материалов" (метеоритов, комет) космические станции. Это будет намного дешевле и безопаснее существующих ныне методов. Кибернетика Произойдет переход от ныне существующих планарных структур к объемным микросхемам, размеры активных элементов уменьшаться до размеров молекул. Рабочие частоты компьютеров достигнут терагерцовых величин.Получат распространение схемные решения на нейроноподобных элементах.Появится быстродействующая долговременная память на белковых молекулах, емкость которой будет измеряться терабайтами. Станет возможным"переселение" человеческого интеллекта в компьютер.Срок реализации: первая - вторая четверть XXI века. Гибкий дисплей из нанотрубок. матрица гибкого дисплея на основе нанорубок; гибкий дисплей с изображением Леонардо де Винчи. Сколько стоят нанотехнологии США (2001-2005гг) - 4 млрд. долл. Китай (2001-2005гг) – 300 млн. дол ЕС - 3,5 млрд. евро. Россия (2015г) – 200 млрд. рублей. В США на конец июля 2007 г. по крайней мере 300 видов потребительских товаров, включая солнцезащитные кремы, зубные пасты и шампуни, делаются с использованием нанотехнологий. FDA пока разрешает продавать их, не снабжая специальной наклейкой «Содержит наночастицы». В то же время многие исследователи утверждают, что проникая внутрь такие наночастицы могут вызывать воспалительные или иммунологические реакции. Поэтому в какой-то мере, вступая в эру нанотехнологий мы ставим себя на место подопытных морских свинок. (NewScientist.com, 26 July, 2007) Безопасность нанотехнологий ? Нанотехнологии уже давно вокруг нас Изобретатель Апостол Тноковски (Apostol Tnokovski) представил футуристическую модель компьютера — дизайнерскую разработку под названием E-Ball. Компьютер сконструирован в виде небольшого шара (диаметр — всего 15 см) с выдвижными ножками, отсоединяющейся от корпуса мышкой, проекционным дисплеем и лазерной клавиатурой. Предполагается, что E-Ball будет работать на мощных литий-ионных батареях ноутбучного типа. Устройство оснащено двухъядерным процессором, винчестером от 250 до 500 ГБ, оперативной памятью на 2 ГБ, встроенными звуковой картой и видеокартой, двумя динамиками, оптическим приводом HD-DVD, беспроводной мышкой, LAN, WLAN, модемом, веб-камерой и IR-сенсором для считывания положения пальцев при печати.  Цена и дата выхода пока не сообщаются. Устройство обеспечит энергией кардиостимуляторы, датчики кровяного давления, миниатюрные системы доставки лекарств и нейростимуляторы. Группа студентов MIT разработала очень интересные кресла для установки в парках, скверах и т.д. Кресло SOFT Rocker снабжено 35-ваттной солнечной панелью, которая передает накопленную энергию встроенному аккумулятору. К аккумулятору можно через USB-порт подсоединить мобильный гаджет – таким образом, пока вы будете дышать свежим воздухом, отдыхая в удобном кресле, ваш телефон (планшет, плеер, ноутбук) будет заряжаться. «Это — будущее. Все будет выглядеть так в ближайшие пять лет», — этими словами охарактеризовал показанное на верхней иллюстрации устройство Роэл Вертегаал (Roel Vertegaal), руководитель лаборатории Human Media Lab из канадского университета Queen’s University, где оно было создано. Прототип смартфона, который получил название PaperPhone, отличается от выпускаемых сейчас устройств гибкостью. Он делает все то же самое, что и обычный смартфон, но имеет гибкий дисплей E Ink размером 9,5 см по диагонали. Чтобы поддержать продажи первого в стране серийного электрокара Mitsubishi i-MiEV Московская объединенная электросетевая компания (МОЭСК) построит электрозаправочные станции. Об этом с энергетиками договорилась ГК "Рольф" - официальный дистрибьютор Mitsubishi в России. Телефон на солнечных батареях – девайс, всю ценность которого понимаешь в случае, когда зарядное устройство или розетка находятся вне пределов досягаемости. Umeox Apollo – это новый смартфон на солнечных батареях, с 3,2-дюймовым (320 Ч 480) экраном, 1 ГБ встроенной памяти, 3 Мп камерой, поддержкой карт microSD, FM-радио, Bluetooth 2.1, Android 2.2 в качестве ОС. 10 октября в небе над Калифорнией суборбитальный челнок SpaceShipTwo (он же VSS Enterprise) успешно совершил свой первый свободный пилотируемый полёт. Самолёт-носитель WhiteKnightTwo Eve поднял удивительный ракетоплан на высоту 13 700 метров, после чего челнок отделился и выполнил планирующий полёт, успешно сев на полосу аэродрома. Британец Давид де Ротсчайлд в конце марта попытается установить свой новый рекорд. Он намерен совершить путешествие длиной 17,7 тыс. км через Тихий океан на лодке, сконструированной из пластиковых бутылок. Созданное им судно Plastiki длиной 18 м проплывет от Сан-Франциско до Сиднея. Держаться на воде ему помогут 12 тыс. 2-литровых пластиковых бутылок.