Как наноструктуры меняют мир

09.02.2016 Наука и жизнь

Наноструктуры окружают нас везде, но что именно они из себя воображают, и как они трудятся? Греческое слово нано переводится как мелкий человек. В метрических измерениях это указывает одну миллиардную долю метра. Размеры наноструктур варьируются в диапазоне 1-100 нанометров, это больше, чем молекула, но меньше, чем микроскопические объекты.

Несложнее говоря, наноструктуры в сто тысяч раз уже людской волоса.

Необходимо подчеркнуть, что наноструктуры видятся как в природе, так и воспроизводятся учеными инженерами в лабораторных условиях. Изучение наноструктур завлекает экспертов разных областей, а также физиков, технологов и биологов.

10. Нанотехнологии

Рождение нанотехнологий приписывают Ричарду Фейнману (Richard Feynman) и его работе На дне имеется помещение. Нанотехнологии, они же молекулярные роботы, занимают центральное место в мире наноструктур. В большинстве случаев они характеризуются как манипуляция либо самоорганизация отдельных атомов, молекул либо молекулярных кластеров в структуры для материалов и устройств с новыми и существенно отличающимися друг от друга особенностями.Как наноструктуры меняют мир

В значительной мере гипотетическая область нанороботов предоставляет необычные возможности для лечения некоторых болезней. Кроме другого, нанотехнологии разрабатываются еще и чтобы улучшить эффективность космических путешествий и обеспечить человечество более чистыми источниками энергии. Возможности данной структуры ограничены лишь отечественным воображением.

Но, тема нанотехнологий приводит к достаточному количеству споров. Эта область еще до конца неизведанна, исходя из этого неизвестно, какое негативное действие нанотехнологии смогут оказать на здоровье человека и на внешнюю среду.

9. Цветные ископаемые

Ископаемые смогут поведать нам большое количество занимательного. Команда палеонтологов из Йельского университета нашла сохранившиеся производящие цвет наноструктуры в окаменелых перьях. Эти перья, возраст которых более 40 миллионов лет, были отысканы вместе с другими окаменелыми ископаемыми недалеко от города Оденвок (Odenwalk) в Германии. В то время, когда их изучили под электронным микроскопом, перья отображали броские, радужные спектры цветов.

светло синий, зеленый и бронзовый цвета спродуцировали меланосомы, наноструктурные частицы, сохранившиеся на поверхности перьев.

Это открытие было первым в собственном роде. Ученые сохраняют надежду применять это знание для восстановления цвета пернатых динозавров либо кроме того цвета шкур в далеком прошлом вымерших млекопитающих.

8. Весьма умные виды

в один раз мы сможем поменять форму тех либо иных объектов в соответствии с вкусами и нашими потребностями. Проект Живая кухня Майкла Харбуна (Michael Harboun) трудится в направлении создания живого пространства. Клэйтроникс, концепция проекта, подразумевает наличие функционирующих нанороботов.

В теории эти нанороботы смогут объединиться между собой для создания 3D-объектов, имеющих цифровые возможности. Иначе говоря это дело программирования. Вы имели возможность проследить перемещение любого нужного вам объекта, наряду с этим он мгновенно оказался бы на стене.

Но, у клэйтроникс имеется и собственные недочёты: массовое появление таковой технологии существенно сократит количество производимой техники. Для чего брать что-то, если вы имеете возможность это нарисовать?

7. нанотехнологии и Научная фантастика

Нанотехнологии были базой для сотен сюжетных линий в течении многих лет. Не смотря на то, что рассказы о том, что маленькие роботы, каковые смогут путешествовать по телу человека стали действительностью, кое-какие другие истории так же, как и прежде относятся строго к области фантастики. Стоит посмотреть назад чтобы заметить, что нас ожидает в первых рядах.

Высокотехнологичная псевдо-раса киборгов в Звездном пути — это нанотехнологическое зло в собственном лучшем проявлении. Борги вторгались на планету и космические суда, имитируя людей при помощи нанозондов. Лишая собственных жертв ненужных чувств и других личных черт, они так пробовали завладеть технически галактическим пространством.

Ким Экслер (Kim Exler) в собственной популярной книге Двигатели уничтожения предрекает, что в будущем миром будут править нанороботы. Они перевоплотят все органические вещества в серую слизь, что разрешит им взять мировое господство.

Не смотря на то, что перечисленные выше сценарии развития событий маловероятны, все же они достаточно увлекательны. Но, настоящие нанотехнологии поднимают настоящие вопросы о безопасности.

6. Наноеда

Что такое наноеда? Это еда, при изготовлении которой на любой из стадий употребляются нанотехнологии. На современном рынке существует около 600 видов наноеды, включая разновидности рапсового масла, каковые смогут блокировать попадание холестерина в кровоток.

Завтрашние идеи о наноеде являются достаточно многообещающими. Они включают в себя:

— шоколадные коктейли, каковые значительно вкуснее и питательнее, чем их коллеги

— хлеб, содержащий нанокапсулы, каковые рассеивают омега-3 жирные кислоты

— интерактивная еда, которая разрешает выбирать цвет и вкус

— умная упаковка, которая продлевает срок хранения и минимизирует возможность загрязнения продукта.

Появление наноеды не осталось незамеченным. Споры вращаются около наличия возможности довольно безболезненной интеграции нанотехнологий в отечественные продукты питания. Приверженцы этого процесса разглядывают наноеду как решение проблемы продовольственной безопасности и мирового голода.

Критики же показывают, что надёжное действие на внешнюю среду будет игнорироваться большими корпорациями, каковые будут стремиться удовлетворить потребительский спрос.

5. Наноструктуры как мастерство

Наноструктуры предлагают возможность инженерам творить технические чудеса, и создавать потрясающие произведения искусства. Музеи всей земли владеют экземплярами, относящимися как раз к этому жанру. Посредством сканирующего фотографий и электронного микроскопа, живописец Кристиан Орфеску (Christian Orfescu) формирует абстрактные пейзажи.

Он именует собственную работу наноискусством и занимается организацией ежегодных конкурсов для других живописцев, трудящихся с наноструктурами.

Наноискусство кроме этого употребляется для преодоления границ между искусством и наукой. В Кембриджском университете наноструктурные фотографии демонстрируют комплекс кристаллических и аморфных материалов, что, со своей стороны, может привести к созданию нового вида материала. Данный новый объект в будущем возможно будет применять при создании приложений к электронным и фотоническим устройствам.

4. Нанороботы

Нанороботы – это одна из самых горячо обсуждаемых тем в наномедицине. В не столь отдаленном будущем эти маленькие объекты смогут лечить от смертельных болезней с минимальными побочными эффектами. Текущие изучения говорят о нанороботах, каковые возможно применять для уничтожения и обнаружения опухолей, доставления лекарственных препаратов к конкретным местам либо же для спасения организма от сгустков крови. Как они будут двигаться, зависит от дизайна.

Идеи включают в себя наличие внутреннего источника питания либо же применение энергии тела больного для обычного функционирования. Рассматривается кроме того таковой вариант, что сперма сможет распределять этих маленьких ботов по всему организму.

Но, наноботы – это далеко не единственные замыслы ученых. Ученые Массачусетского технологического университета сравнительно не так давно создали частицы называющиеся нанобуры, каковые способны удерживаться на стенках артерий и доставлять нужное лекарственное средство в нужное место.

3. Космические путешествия

Космические лифты с проводами, сделанными из карбоновых нанотрубок – это только один из вариантов действенного и рентабельного космического путешествия. В теории эти кабели должны употребляться чтобы доставить лифт на землю, кроме использование и стоимость энергии при транспортировке грузов.

Вопрос первостепенной важности в этом деле – это здоровье астронавтов. Исследователи внесли предложение вариант самопочинки скафандра при помощи двух слоев нанороботов. Первый слой будет в состоянии исправить такие неприятности, как проколы в скафандре. Второй слой будет важен за управление при чрезвычайных обстановках.

Скафандры будут не единственной вещью, талантливой починить себя. Легкий корабль из нанотрубок разрешит сделать путешествия более действенными. Вместо ракетного горючего узкие слои нанотрубок будут отражать свет, давая тем самым космическому кораблю энергию для перемещения.

Существует настоящая возможность самопочинки таких судов.

2. Энергия из нанохлопьев

Слово нанохлопья больше похоже на то, что мы едим, но никак не на то, что в будущем они смогут стать следующим поколением чистого производства энергии. Нанохлопья – это полупроводниковые наноструктуры, каковые смогут поглощать солнечную энергию более действенно, чем существующие на данный момент солнечные батареи. Ученые, трудящиеся над этим проектом, что находится на стадии прототипа, считают, что нанохлопья смогут преобразовать до 30 процентов солнечной энергии в электричество.

Это примерно вдвое больше электричества, вырабатываемой сейчас солнечными батареями.

Ученые еще до конца не определились, смогут ли солнечные батареи на базе нанохлопьев быть запущены для массового производства, но одно известно совершенно верно – в то время, когда речь идет о производстве экологически чистой энергии, без нанотехнологий не обойтись.

1. Созданные природой наносущества

Морские водоросли, известные как диатомовые водоросли, содержат отражающие свет наноструктуры, каковые преобразуют солнечный свет в энергию, нужную для воспроизводства. Ученые считают, что распространение этих структур может содействовать формированию биосинтетических устройств, таких как, например, светоактивированная совокупность доставления лекарственных препаратов к конкретному органу.

Лотос владеет неповторимой свойством отталкивать воду от своих ровных листьев благодаря гидрофобным кристаллам воска, размером приблизительно в 1 нанометр. Вода сползает, причем вместе с грязью, тем самым делая лотос самоочищающимся растением. Ученые применяют это для более устойчивых очищающих спреев. Вторая цель?

Самоочищающаяся обувь.

Прекраснейшие насыщенно светло синий цвет крыльев бразильской бабочки вида Morpho Rhetenor есть ничем иным, как результатом работы наноструктур, каковые поглощают свет и отражают волны, создавая тем самым оптические помехи и немыслимый светло синий цвет, видимый нами. В лабораторных условиях это возможно применять для процесса анализа света либо же для более идеальных оптических эффектов в таких продуктах, как краски и лаки.

Источник: www.curiosity.discovery.com
Перевод: Баландина Е. А.

Случайные записи:

STRANGE ME | Facts about me that change the world | ToRi MaRtini


Похожие статьи, которые вам понравятся: