Как вы хорошо знаете, нанотехнология сейчас считается передовым рубежом современной науки. Проводятся широкомасштабные исследования по разработке и применению нанотехнологических устройств, внедряются в жизнь новые понятия, термины и подходы. В то же время, многочисленные проявления того, что называется сейчас нанотехнологией, были всегда. Мало кто об этом задумывается, но многие окружающие нас вещи созданы и работают по принципам, на которых базируется нанотехнология. Это мыло и бумага, памперсы и пластики, наша пища и одежда.

Небольшой тест:

Ниже приведены пары материалов (или предметов), работающих на одном принципе (да зачастую имеющие и похожий состав) и выполняющие сходные функции. Укажите и объясните используемый принцип (по 2 балла за пункт):

• Обойный клей и загуститель йогурта.

Принцип – высокое водоудерживание и вязкость раствора за счёт сшитого супергидрофильного полимера. Действующий фактор – модифицированный крахмал. Назначение: обойный клей должен быть вязким и не должен быстро впитываться в бумагу и стены. При этом его концентрация должна быть небольшой, но достаточной для склеивания. Йогурт не должен расслаиваться при хранении на осевший творог и жидкую сыворотку.

• Медицинский активированный уголь и глина.

Принцип – высокие сорбционные свойства материала. Действующий фактор – развитая поверхность материала. Назначение: удаление нежелательных веществ за счёт физической и химической сорбции. При этом количество материала должно быть невелико, но его ёмкость должна быть большой.

• Силикагель-осушитель (наверняка находили пакетики в обуви) и молекулярные сита.

Принцип – высокие и специфические сорбционные свойства материала. Действующий фактор – развитая поверхность материала. Назначение: удаление воды за счёт физической и химической сорбции. При этом количество материала должно быть невелико, он должен быть механически прочен, и его ёмкость должна быть большой.

• Ситалловые зубные коронки и бронебойный победитовый сердечник.

Основной принцип – высокое сопротивление сжимающим и ударным нагрузкам, высокая прочность. Действующий фактор – в обоих случаях это композитный материал, состоящий из относительно вязкой матрицы и твёрдого (сверхтвёрдого) наполнителя. Назначение: материал должен выдерживать сжимающие нагрузки и не деформироваться. Энергия удара при этом должна поглощаться и эффективно рассеиваться по структуре, не вызывая её разрушения.

• Сажа и аэросил в производстве полимеров.

Принцип – высокоактивный наполнитель, который химически взаимодействует с полимером, формируя его микроструктуру. Действующий фактор – в обоих случаях эти частицы являются узлами, химически сшивающими сетку полимера. Назначение: направление и управление кристаллизацией полимерной структуры (если по науке – упорядочиванию и образованию сферолитов) обеспечение механической прочности и жёсткости полимерного композита.

• Мыло и промышленные флотагенты.

Принцип – специфическая сорбция молекул на поверхности. Действующий фактор – в обоих случаях используется свойство амфифильных молекул образовывать самоупорядоченные монослои и изменять свойства поверхности. Назначение: управление свойствами поверхности и придание ей гидрофильных или гидрофобных свойств. Это обеспечивает переход обработанного материала в водную или неводную фазы.

• Буровой загуститель и зубная паста.

Принцип – высокая вязкость, препятствующая расслоению компонентов. Действующий фактор – модифицированная сшитая целлюлоза. Назначение: препятствие для осаждения бурового утяжелителя или абразива для чистки зубов, создание вязкой смеси.

Подобных примеров можно привести очень много. Найдите их сами, внимательно оглянувшись вокруг. Опишите применение нанотехнологического принципа (модификация структуры или поверхности материала, сам материал) в быту. Желательно описывать уже используемые в быту материалы и предметы и не уходить в потенциальное применение новых материалов. (по 1 баллу за пример)

Принимались любые разумные решения, использующие свойства на нанометровом уровне или материалы нанометровых размеров.