нанотехнологии в жизни человека
10 нанотехнологий, которые мы используем в быту (и даже об этом не подозреваем)
Будущее уже наступило
Нанотехнологии… Звучит футуристично. Но истина в том, что, очевидно, вы их использовали трижды, выйдя сегодня утром из дома. Более 800 бытовых коммерческих изделий современности основаны на нанотехнологиях. Где же они прячутся? Давайте посмотрим. (Поверьте, вы никогда больше не сможете воспринимать зубную пасту или презервативы, как раньше.)
Лейкопластырь
Кусочек лейкопластыря, которым вы заклеиваете порез на ручке вашего ребенка, имеет нанослой серебра, помогающий быстрее залечивать рану. Это потому, что серебро имеет антибактериальные свойства, которые действуют лучше с повышением площади поверхности, что обеспечивается наночастицами.
Зубная паста
Почистьте свои белоснежные зубы определенной пастой, и наночастицы минералов на основе гидроксиапатитов кальция заполнят микротрещины в эмали и сохранят зубы от кариозных полостей.
В смартфонах используются самые разные нанотехнологии, и одной из самых гениальных является нанодатчик вибраций, фиксирующий движения телефона в игровых целях и для безопасности. Да, ваш iPhone знает, когда вы его уронили, и закрывает части своей системы для защиты. Даже если лопнет стекло с повышенной сопротивляемостью к ударам и царапинам, наночипы внутри продолжат работать. Один аппарат в 2011 году даже пережил падение в кармане скайдайвера.
Шоколадный коктейль
Представьте шоколадный коктейль без сахара с усиленным вкусом шоколада. Такой напиток уже есть. Содержащиеся в нем наноразмерные кластеры какао имеют большую площадь поверхности, и как только они сталкиваются с вкусовыми сосочками на языке, то производят громадное вкусовое воздействие. При этом нет необходимости добавлять подсластители.
Теннисные мячи
Теннисные мячи теряют упругость, так как их резиновая основа пористая и пропускает газ, вследствие чего они со временем выпускают воздух (кстати, именно потому сдуваются шарики). Чтобы решить эту проблему, ученые покрывают резиновую основу нанослоем глиняного композита, что делает мячики герметичнее и позволяет им дольше оставаться на корте.
Автомобильная краска
Владельцам мерседесов больше не нужно бояться царапин на кузове автомобиля, так как наночастицы краски действуют, как слой микроскопических шариков, заполняя любые полости на поверхности.
Грязезащитная одежда
Даже самые неаккуратные люди могут легко решить проблему пятен на одежде при помощи специального нанопокрытия. Оно представляет собой совершенно невидимое грязе- и водоотталкивающее средство для одежды из шерсти, шелка или синтетики. При этом воздухопроницаемость ткани остается прежней, на вид и на ощупь она остается совершенно без изменений.
Оксид алюминия – активный ингредиент в солнцезащитных средствах, поглощающих ультрафиолетовые лучи – распадается при смешивании с другими молекулами, такими как пот на коже. Поместите эти активные ингредиенты в наноэмульсию, и они останутся отделенными от окружающей среды и смогут выполнять свою поглощающую функцию.
Каноловое масло
Многие белки и витамины не растворяются в воде, а потому их сложно добавлять в еду. Но если разбить их на нанокапли, проблема будет решена. Каноловое масло содержит нанокапли фитостеролов, которые позволяют держать на низком уровне содержание холестерина, а потому можно есть жареных цыплят круглые сутки и при этом не страдать от последствий накопления холестерина в организме.
Презервативы
Да, нанотехнологии попали и в спальню, на этот раз в форме нанопены в презервативах. Наночастицы серебра в пене разрушают бактерии и препятствуют в распространении инфекций, передаваемых половым путем.
Научно-
образовательный
портал IQ
Нанотехнологии меняют мир
Разработки в области нанотехнологий уже сегодня активно применяются, например, в медицине и промышленности. Лидерами в области инвестиций в наноразработки являются США, Евросоюз, Япония и Китай. Доля России на мировом рынке нанотехнологий минимальна.
Развитие нанотехнологий – то, что с высокой долей вероятности определит будущее мировой экономики. Эксперты, изучающие развитие нанотехнологий, прогнозируют максимальную информационную открытость и отсутствие границ между отраслями и компаниями в сфере инноваций. У изобретателей не будет проблем с продвижением на рынке своих разработок, поскольку спрос на них резко вырастет, а развитие информационных технологий позволит устранить преграды, которые сегодня существуют между инноваторами и рынком. Экономика нанотехнологий поставит ученых, изобретателей, творческих людей на высшие ступени социальной иерархии.
Но нанотехнологии несут и множество рисков для человечества, в том числе, экзистенциального характера. Это уже не фантастика, а вполне реальные перспективы, которых опасаются правительства ряда стран, призывая к ограничению развития нанотехнологий. Об этом рассказал доцент экономического факультета МГУ Михаил Павлов на конференции «Междисциплинарные исследования экономики и общества».
Вечная жизнь может стать реальностью
Основу нанотехнологий составляет манипулирование атомами. Один нанометр – одна миллиардная часть метра. Нанотехнологии позволяют создавать и модицифицировать объекты с компонентами менее 100 нм в размере и осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы.
Одна из сфер, где нанотехнологии способны произвести настоящую революцию – медицина и биотехнологии. Революция станет возможной благодаря созданию молекулярных и атомарных нанороботов, состоящих, как сейчас предполагают ученые, из углерода и его производных. Нанороботы будут способны проникать в организм человека и производить там необходимые действия, которые сегодня медицине не доступны. С помощью нанотехнологий, как рассказал Павлов, появится возможность очищать организм на уровне отдельных клеток, восстанавливать микроповреждения внутри организма, а в более отдаленной перспективе исправлять и достаточно большие повреждения.
Уже сегодня в мире создан ряд технологий для наномедицинской отрасли. «К ним относятся адресная доставка лекарств к больным клеткам, диагностика заболеваний с помощью квантовых точек, лаборатории на чипе, новые бактерицидные средства», – указывает Павлов в своей работе «Экономика нанотехнологий» – учебном пособии для студентов магистратуры, подготовленном в ходе исследований.
В результате, продолжительность жизни человека может серьезно вырасти, появится возможность омоложения организма. Человечество, как замечает ученый, может получить лекарства от всех существующих болезней и не только вирусного и бактериального происхождения, но и генетического.
По разным оценкам, подобные достижения наномедицины могут стать реальностью через 40-50 лет. «Но целый ряд последних открытий, разработок и инвестиций в наноотрасли привел к тому, что все больше аналитиков сдвигают эту дату на 10-15 лет в сторону уменьшения, и, быть может, это еще не предел», – поясняет автор.
При этом увеличение продолжительности жизни и победа над старостью – не верх революции в области наномедицины. Гипотетически развитие нанотехнологий, прогнозируют ученые, может предоставить человечеству возможность неограниченного периода жизни отдельно взятого человека, а также оживление людей, замороженных методами крионики и восстановление ранее вымерших видов.
Мерседес-хамелеон и молоко из травы
Нанотехнологии способны полностью изменить жизнь человека и привычные окружающие его вещи. Если сегодня человечество уже привыкло к стремительному прогрессу в области интернет-технологий, но основная суть, например, транспортных средств меняется достаточно медленно, то завтра ситуация может быть совершенно иной. Картинки из фантастических фильмов обещают стать реальностью. Так корпус «Мерседеса» будущего « SilverFlow » – магнитное соединение, которое способно по одному клику восстанавливать и менять свою форму. Выбор цвета неограничен. Машина работает на механической энергии, способна разворачиваться на месте и парковаться боком. В исходном состоянии автомобиль – эллипсоид из ферромагнетика в форме «лужицы» жидкого металла, который требует минимального места для хранения.
Совершенно другой в будущем может оказаться и одежда, которую сегодня носят люди. Уже сегодня в США созданы модели одежды, содержащей в волокнах ткани заряженные наночастицы. Они защищают человека от простуды, гриппа, смога, загрязнений. Такая одежда не требует стирки. Правда, пока она не может быть использована в массовой промышленности. Один квадратный метр новой ткани стоит около 10 тысяч долларов.
Гипотетически нанотехнологии могут решить такие глобальные проблемы человечества, как загрязнение окружающей среды, нехватку пищевых ресурсов и истощение запасов питьевой воды. Молекулярные и атомарные роботы будут способны производить пищу, заменив сельскохозяйственные растения и животных. «К примеру, теоретически возможно будет производить молоко прямо из травы, минуя промежуточное звено – корову», – пишет Павлов.
Что касается улучшения экологического состояния планеты, то оно возможно за счет разработки альтернативных источников энергии, снижения объема мусора и его активного использования в производстве. Ресурсы питьевой воды будут восполнены за счет новаторских систем очистки воды.
Запрос на творческий труд и тотальная открытость
В случае если произойдет новая технологическая революция, каждый житель планеты потенциально сможет получить доступ к минимальному прожиточному уровню, который будет обеспечен за счет репродуктивного труда наномашин.
При этом социальная иерархия переживет значительную трансформацию. Самой главной профессией, замечает Павлов, станет создатель новых образцов – человек-творец. «Любой желающий улучшить свое материальное положение и получить что-то сверх прожиточного минимума и своего текущего уровня достатка должен будет, используя свои творческие способности, создать новый образец, модель, дизайн», – считает ученый. В новой экономике всеобщего изобилия, основанной на нанотехнологиях, ценность, как он замечает, будут иметь две вещи – творческие идеи и энергия.
При этом человечеству придется пережить психологически непростой момент, связанный с интеллектуальной собственностью. «В частности, станет невозможным сохранить в тайне что-либо. С помощью созданной с применением нанотехнологий «умной пыли» появится возможность отследить любые процессы, к которым вообще могут получить доступ люди. Адекватной формой в таком мире будет всеобщая интеллектуальная собственность» – рассказывает автор.
Лифт в космос
Гипотетически нанотехнологии могут вывести человеческий разум на совершенно новый уровень развития. Потенциал нанотехнологий, как замечает Павлов, способствовал появлению нового философского направления – трансгуманизма, согласно которому современный человеческий вид Homosapiens – Человек разумный – является не вершиной, а одним из звеньев эволюции, за которым последуют более сильные и могущественные. Новые люди смогут освоить космическое пространство, заселить другие планеты и получить бессмертие.
Но самые серьезные риски развития нанотехнологий связаны с нанороботами, которые пока находятся в стадии разработки. Особенно опасны самореплицирующиеся, способные к самостоятельному размножению, нанороботы. Об их опасности – «серой слизи» – написал американский ученый Э.Дрекслер в своей книге «Машины созидания», напоминает Павлов. Именно Э.Дрекслер ввел понятие о молекулярных роботах. Это было в середине 80-х годов прошлого века.
Сегодня наука продвинулась далеко вперед. Эксперты в области нанотехнологий предупреждают, что человечеству стоит всерьез задуматься над тем, стоит ли выпускать джина из бутылки. «Даже если заложить в каждого наноробота три закона робототехники А.Азимова, то все равно остается вероятность, что нанороботы начнут создавать новые копии самих себя уже без соблюдения этих законов. Или это сделает злой гений-человек», – замечает Павлов.
5 интересных фактов о нанотехнологиях
Вот вам загадка: что настолько маленькое, что вы его не увидите, но достаточно умное, чтобы запустить ваш iPad или излечить рак? Если вы думаете, что это микроскопический Никита Джигурда или Чак Норрис — вы отчасти правы. Но правильным ответом будет: нанотехнологии.
Неважно, как много вы они х слышали, и сколько денег заработал Виктор Петрик на своих нанотехнологических фильтрах, нанотехнологии остаются определенной загадкой. Мы их не видим и, следовательно, не ощущаем. Ученые говорят, что медицина будущего будет полностью построена на их основе, но как-то странно думать о том, что нанометры непонятно чего спасут вам жизнь.
Как часто мы сталкиваемся с нанотехнологиями в повседневной жизни? Другой вопрос: что это вообще такое? Почему будущее разворачивается у нас на ладони, а мы видим только линию жизни и сеть морщинок? Нанотехнологии нашли свое место в потребительском секторе, в лекарствах, в еде и других сферах. Становится все труднее отслеживать нелегальное использование нанотехнологий. И по правде говоря, их потенциал еще далек от желаемого уровня. В лабораториях и на бумаге — сплошные прорывы, но на рынок попадают только очень немногие формы нанотехнологий.
Давайте разберемся, что такое нанотехнологии и почему они изменят мир.
Однажды они могут спасти вам жизнь
Доставка наночастиц представляет собой самую большую проблему, связанную с применением их в медицине. Нужно доставить наночастицы в пораженные клетки, не повредив здоровые. Как только система доставки определится (что уже не легко само по себе), частицы должны помочь создать ряд новых неинвазивных методов лечения, которые справляются с опухолью без хирургической травмы.
Одним из решений доставки наночастиц могут быть крошечные золотые звезды, которые разрабатываются в Северо-западном университете. Звездчатые частицы покрываются препаратом под названием ДНК-аптамер (молекула ДНК, которая может прикрепляться к нужным молекулярным мишеням). Нанозвезды ориентируются на протеины в раковых клетках. Протеины услужливо доставляют звездочки к ядру, и как только они прикрепляются к цели, выстрел из лазера высвобождает лекарство из нанозвезды, и оно начинает свое лечение ядра. У клетки не остается шансов.
Каким бы ни был механизм доставки, нанотехнологии могут позволить докторам остановить рак мозга без физического вмешательства в череп пациента, или излечить рак легких без необходимости вскрывать чью-либо грудную клетку.
Возможно, вы прикасаетесь к ним прямо сейчас
В ближайшем будущем мы вполне может увидеть фотонные кристаллы, которые облегчат нам чтение с экранов планшетов в дневное время, изменяя цвет отраженного солнечного света, а не полагаясь на свет, излучаемый устройством. Органические светоизлучающие диоды (OLED) уже стоят в очереди, чтобы наверняка заменить ЖК-дисплеи (LCD) в качестве универсального стандарта экранов смартфонов. Кроме того, тонкий слой наночастиц будет простым решением по защите смартфона от смерти от случайного падения в воду.
Совсем скоро электроника будет работать в три раза дольше на одном заряде только потому, что крошечные волоски в виде нитевидных нанокристаллов будут встроены в батареи. Не так давно мы писали о том, что графеновые батареи вполне решат проблему зарядки смартфонов, а ведь графен — это прямое следствие исследования нанотехнологий.
Возможно, вы уже носите их
Тем не менее, не все идеи использования нанотехнологий были хорошо приняты. Много вопросов и негодования породили предложения использовать наночастицы для уничтожения бактерий, вызывающих неприятный запах одежды. Дизайнеры спортивной одежды поспешили с внедрением этого метода, как вдруг обнаружили, что частицы наносеребра убивают не только вредные, но и полезные бактерии (а потому не могут быть использованы при очищении воды, например), а также вызывает врожденные дефекты у рыб и других организмов.
В конце 2011 года Агентство по охране окружающей среды США (EPA) разрешило использовать продукты с наносеребром, только если их безопасность не вызывает сомнений — решение, которое стало следствием направленного возмущения общественности. И если вас не пугает тот факт, что наносеребро используется в качестве пестицидов, EPA просит подумать вас дважды, чем носить одежду с этими элементами. Все-таки постирать белье раз в пару дней не так уж и сложно.
Многое из этого уже есть в природе
Можете назвать это костюмом безопасности для лихого ездока. На протяжении многих лет текстильная промышленность пыталась разработать водонепроницаемые ткани. Но получилось это только тогда, когда они стали использовать нитевидные кристаллы. Если вы когда-либо видели, как капли дождя стекают по цветку лотоса — или другие примеры из-под носа — это работа природных нитевидных кристаллов. Лист покрыт нановолосками, которые поддерживают капли воды, не позволяя им впитываться или смачивать поверхность листка. Добавив нанотрубки в волокна одежды, производители могут создавать коттон, шерсть или синтетическую ткань, которая не впитывает воду.
Что касается лазания по стеклу, этот продукт появился, благодаря разработкам Роберта Фулла (Robert Full) из Беркли. Изучая пальцы гекконов, исследователи выяснили, что каждый палец существа покрыт нановолосками, которые настолько малы и многочисленны, что используют силу Ван-дер-Ваальса (межмолекулярного сцепления), чтобы удерживаться на гладкой поверхности. Биолог Фулл вместе с другими инженерами воспроизвели механизм пальцев геккона в виде лапок, которые позволили альпинисту лазать по зданиям.
Важным уроком здесь выступает то, что мы только-только приступили к изучению нанотехнологий, которые давно используются в живой природе. Теперь нужно научиться делать продукты, которые дополняют живой мир, а не повреждают его.
Они могут быть в вашей пище и других продуктах
Упаковка и хранение. Нанотехнологичные упаковки позволят вам хранить пищу дольше, создавая герметично уплотненные стенки, либо вообще убивающие вредные бактерии, посягающие на ваш обед. Посмотрите вокруг. На рынке полно холодильников, использующих покрытие из наночастиц серебра, которое убивает бактерии, да и многоразовые контейнеры тоже не гнушаются использовать этот прием.
Цвет, запах и вкус. Представьте, что вкус, запах и цвет еды можно будет изменить на молекулярном уровне. Это позволит создавать невероятно полезную еду в приятной оболочке (представьте, что пища из Макдональдса будет полезнее овсянки). Тем не менее, скептики даже и слышать не хотят о том, что пища будет модифицироваться искусственным путем. А зря.
Улучшение препаратов. Возьмем, к примеру, диабетиков. Нанотрубки в один прекрасный день можно будет вколоть всего один раз, а наночастицы самостоятельно будут следить за уровнем сахара в крови, выдавая порцию инсулина, когда нужно. Пока медицина не дошла до таких высот, но в один прекрасный день, только представьте, только один укол стабилизирует состояние хронических больных, от ВИЧ-инфицированных до людей с мигренью.
В конце концов, вспомните этих замечательных бактерий на дисплее вашего смартфона. Хотели бы не обниматься с ними, а избавиться от них? Ведь этими же пальцами вы берете печенье и отправляете в рот. Вместе с живностью. Брр.
Урок-конференция «Нанотехнологии в жизни человека»
Разделы: Химия
Цель мероприятия: изучить внедрение нанотехнологий в жизнь человека и показать их значимость в современном мире.
1. Развивать у учащихся навыки самообразования, творческие способности.
2. Воспитывать у учащихся уважение к людям науки и их достижениям.
3. Способствовать у учащихся расширению знаний о великих ученых.
1. Вступительное слово ведущего.(Уч.1): “Что такое нанотехнология”.
2. История развития нанотехнологии. (Уч.2).
Области применения нанотехнологий.
3. Нанотехнологии в медицине. (Уч.3).
4. Нанотехнологии в биологии. (Уч.4).
5. Нанотехнологии в косметике. (Уч.5).
Нанотехнологии в промышленности.
6. НТ в пищевой промышленности. (Уч.6).
7. НТ в автомобильной промышленности. (Уч.7).
8. НТ в сельском хозяйстве. (Уч.8).
9. НТ в экологии. (Уч.9).
10. НТ в энергетике. (Уч.10).
11. НТ в строительстве. (Уч.11).
12. НТ в кибернетике и в электронике. (Уч.12).
13. НТ в криминалистике. (Уч.13).
14. НТ в космосе, информационные и военные технологии. (Уч.14).
Заключительное слово ведущего.
Вступительное слово ведущего
1. Что такое нанотехнологии? (Уч. 1)
Нанотехнологии — это способы создания новых материалов, это возможность управлять ими и производить уникальную продукцию, которая будет обладать абсолютно новыми свойствами.
В связи с данным определением возникает естественный вопрос: каким же образом можно манипулировать веществом на уровне атомов и молекул? Попробуем разобраться в этом, а так же раскрыть суть нанонауки, рассмотреть историю ее развития, выделить объекты ее изучения, методы исследования, и, что самое интересное, понять, как человек реализует огромный потенциал нанонауки в повседневной жизни.
2. История развития нанотехнологии. (Уч. 2)
Область науки и техники, именуемая нанотехнологией, соответствующая терминология, появились сравнительно недавно (Приложение 1)
3. Нанотехнологии в медицине. (Уч. 3)
Одно из главных направлений в наномедицине нановакцины и адресная доставка лекарств, суть которой заключается в том, что специальная капсула доставляет молекулы лекарства прямо в пораженную ткань. Эта методика увеличивает эффективность препарата в десятки раз. Кроме того, многии лекарственные препараты очень дороги, а механизм нанодоставки позволяет снизить необходимые объемы вещества в сотни раз делая итоговое лекарство дешевле. Но главное преимущество лекарств в нанокапсулах- отсутствие негативных побочхых эффектов, поскольку препарат не взаимодействует “по пути” с другими тканями и веществами организма (Приложение 2)
4. Нанотехнологии в биологии. (Уч. 4)
Современная биология вплотную приблизилась к решению такой грандиозной задачи как расшифровка последовательности цепочек ДНК (Приложение 3). Биологичекие нанотехнологии-биочипы. Чип – это маленькая пластинка, на поверхности которой размещены рецепторы к различным веществам – белкам, токсинам, аминокислотам. Они могут мгновенно выявлять возбудителей туберкулеза, ВИЧ, особо опасных инфекций, многие яды, антитела к раку и т.п. Нанобиотехнология объединяет в себе достижения нанотехнологии и молекулярной биологии. Молекулярные биологи помогают нанотехнологам научиться понять и использовать наноструктуры и наномеханизмы, созданные в результате процесса эволюции, длившегося 4 миллиарда лет, – клеточные структуры и биологические молекулы. Использование особых свойств биологических молекул и клеточных процессов помогает биотехнологам в достижении целей, перед которыми бессильны другие методы.
Нанотехнологи также пользуются способностью биомолекул к самосборке в наноструктуры. Так, например, липиды способны спонтанно объединяться и формировать жидкие кристаллы.
5. Нанотехнологии в косметике. (Уч. 5)
При помощи нанотехнологии можно реально выглядеть на 15-20 лет моложе. Их суть заключается в том, что в состав косметических средств включены наносферы, которые обладают способностью проникать в глубокий подкожный слой. В этих своеобразных микросферах заключены активные компоненты. При помощи нанотехнологии разглаживаются морщины, прыщи, угри, рубцы и пр.
6. Использование нанотехнологий в пищевой промышленности. (Уч. 6)
Сейчас начинаются исследования по использованию нанотехнологии в пищевой промышленности, и даже введён термин для продуктов такого производства: “наноеда”. Этот термин не означает, что порции теперь будут наноразмера. Он означает, что в технологии будут использованы вкрапления наночастиц, способных помочь решить многие реальные проблемы современного фермера, а так же послужить появлению совсем уж фантастических товаров. Нанотехнологии также могут предоставить пищевикам уникальные возможности по контролю качества и безопасности продуктов в процессе производства. Речь идёт о диагностике с применением различных наносенсоров, способных быстро и надёжно выявлять в продуктах наличие загрязнений или неблагоприятных агентов. Еще одно невспаханное поле нанотехнологии – это разработка методов транспортировки и хранения продуктов, ведь упаковка не менее важный фактор современной пищевой продукции, чем её содержание.
Среди более далёких перспектив применения нанотехнологий заявляются проекты изготовления унифицированных интерактивных напитков и еды: покупая такую продукцию потребитель при помощи несложных манипуляций сможет изменять цвет, запах и даже вкус продукта.
7. НТ в автомобильной промышленности. (Уч.7). (Приложение 5)
8. Нанотехнологии в с/х. (Уч. 8)
9. Нанотехнологии в экологии. (Уч. 9).
Нанотехнологии способны также стабилизировать экологическую обстановку. Во-первых, за счет насыщения молекулярными роботами-санитарами, превращающими отходы деятельности человека в исходное сырье, а во-вторых, за счет перевода промышленности и сельского хозяйства на безотходные нанотехнологические методы. Например, в перспективе наноматериалы позволят многократно снизить стоимость автомобильных каталитических конверторов, очищающих выхлопы от вредных примесей, поскольку с их помощью можно в 15-20 раз снизить расход платины и других ценных металлов, которые применяются в этих приборах.
10. Нанотехнологии в энергетике. (Уч. 10)
Стратегической задачей является разработка батарей высокой емкости, которые позволят обеспечить электромобилей на длительные дистанции, а также смогут гарантировать более экономичные режимы работы возобновляемых источников энергии, таких как солнечные батареи и ветроэнергетические установки путем аккумулирования избытков энергии. (Приложение 8)
11. НТ в строительстве. (Уч. 11)
В кибернетике произойдёт переход к объёмным микросхемам, а размеры активных элементов уменьшаться до размеров молекул. Рабочие частоты компьютеров достигнут терагерцовых величин. Получат распространение схемные решения на нейроноподобных элементах. Появится долговременная быстродействующая память на белковых молекулах, ёмкость которой будет измеряться терабайтами. Станет возможным “переселение” человеческого интеллекта в компьютер.
За счёт внедрения логических наноэлементов во все атрибуты окружающей среды она станет “разумной” и исключительно комфортной для человека. На всё это, по разным оценкам, понадобится около 100 лет. (Приложение 10).
13. Нанотехнологии в криминалистике. (Уч. 13).
Нанотехнологии находят своё применение при исследовании отпечатков пальцев. Для контрастирования жирных следов пальцев использовали взвесь золотых наночастиц, обладающих гидрофобными свойствами, т.е. способных прилипать к поверхностям, покрытым жиром. Достижения современной нанотехнологии теперь позволят быстро и качественно получить картины отпечатков пальцев с мест преступлений. Современный способ получения криминалистических образцов с нечетких отпечатков пальцев заключается в обработке исследуемой поверхности водной суспензией золота, стабилизированной цитрат-анионами. В кислой среде частички золота прикрепляются к положительно заряженным фрагментам молекулы на месте отпечатка пальца. Полученный образ обрабатывается раствором соли серебра, в результате чего серебро восстанавливается, оставляя следы из темного металла на характеристических канавках отпечатка пальца. Однако раствор золота нестабилен, что создает трудности в воспроизводстве анализа от теста к тесту. Нанотехнология позволит быстро и качественно получить даже нечеткие отпечатки пальцев. Теперь Даниэль Мандлер и Иосиф Алмог из Университета Иерусалима предлагают новый подход. Они заменили традиционно использующийся коллоидный раствор золота на более стабильный эквивалент. Наночастицы золота, предлагаемые в качестве решения израильскими учеными, стабилизированы длинноцепочечными углеводородными радикалами и суспендированы в петролейном эфире. Эти частицы взаимодействуют с жировыми фрагментами отпечатков пальцев за счет гидрофобных взаимодействий и также могут обрабатываться серебром, давая высококачественные отпечатки всего за три минуты обработки.
14. Нанотехнологии в космосе. Информационные и военные технологии. (Уч. 14)
В космосе бушует революция. Стали создаваться спутники наноприборы до 20 килограмм. Создана система микроспутников. Она менее уязвима при попытках ее уничтожения. Одно дело сбить на орбите махину массой в несколько сот килограммов, а то и тонн, сразу выведя из строя всю космическую связь или разведку, и другое – когда на орбите находится целый рой микроспутников. Вывод из строя одного из них в этом случае не нарушит работу системы в целом. Соответственно могут быть снижены требования к надежности работы каждого спутника. Молодые ученые считают, что к ключевым проблемам микроминиатюаризации спутников среди прочного следует отнести создание новых технологий в области оптики, систем связи, способов передачи, приема и обработки больших массивов информации. Речь идет о нанотехнологиях и наноматериалах, позволяющих на два порядка снизить массу и габариты приборов, выводимых в космос. Например, прочность наноникеля в 6 раз выше, чем дает возможность при использовании его в ракетных двигателях уменьшить массу сопла на 20-30 %. Уменьшение массы космической техники решает множество задач: продлевает срок нахождения аппарата в космосе, позволяет ему улететь дальше и унести на себе больше всякой полезной аппаратуры для проведения исследований. Одновременно решается задача энергообеспечения. Миниатюрные аппараты скоро будут применяться для изучения многих явлений, например, воздействия солнечных лучей на процессы на Земле и в околоземном пространстве. (Приложение 11)
Заключение
Нанотехнологии на сегодняшний день находятся в младенческом возрасте, тая в себе огромный потенциал.
Одним словом, нас ожидает наномир, о котором мы знаем пока еще очень мало. Почти ничего не знаем. Но будем надеяться, что и ученые и правительства всего мира найдут достаточно сил и средств, чтобы направить достижения нанотехологий на добрые дела без выхода за рамки благоразумия.