Мы с удовольствием публикуем работы участников конкурса «Моя лаборатория», который провели в рамках Олимпиады Программа «Мастерские инноваций» ФИОП РОСНАНО и МГУ имени М.В.Ломоносова. Очередная работа, напрямую к теме конкурса не относится, т.к., про лабораторию или сам процесс исследований в ней ничего не говорится. Тем не менее, мы решили ее опубликовать, поскольку она важна для понимания того, как нанотехнологии уже поменяли или поменяют в ближайшем времени нашу жизнь.
В данной статье описана жизнь обычной семьи Ивановых, состоящей из папы, мамы, сына, дочери и собаки Барбоса. Их жизнь похожа на жизнь многих наших современников. В этой статье мы хотели показать, что нанотехнологии это не что-то недосягаемое, а это то, что уже окружает нас или будет нас окружать в ближайшем будущем.
Введение
Многие представляют нанотехнологии чем-то необычным. Люди, далёкие от науки, думают, что такое «чудо» никак не связано с их повседневной жизнью, они заблуждаются. Мы докажем это на примере обычной семьи.
Итак, знакомьтесь с семьей Ивановых – папа, мама, сын, дочь и пёс Барбос.
Немного о наших героях:
Давайте зададимся вопросом, а используют ли наши герои результаты достижений нанотехнологий в своей работе и повседневной жизни? Здесь необходимо сделать небольшое отступление и сказать, что в настоящее время не имеет единого, признаваемого всеми определения того, что понимать под термином нанотехнологии. Одно из наиболее распространенных определений звучит так: нанотехнологии – это совокупность технологических методов и приемов, используемых при изучении, проектировании и производстве материалов, устройств и систем, включающих целенаправленный контроль и управление строением, химическим составом и взаимодействием составляющих их отдельных наномасштабных элементов (с размерами порядка 100 нм и меньше как минимум по одному из измерений), которые приводят к улучшению, либо появлению дополнительных эксплуатационных и/или потребительских характеристик и свойств получаемых продуктов.
Впервые термин «нанотехнология» был использован профессором Норио Танигучи в его докладе «Основные принципы нанотехнологии» на международной конференции в Токио в 1974 г. Первоначально он использовался в узком смысле и означал комплекс процессов, обеспечивающих высокоточную обработку поверхности. В настоящее время данный термин используется в широком смысле, охватывая и объединяя технологические процессы, приемы и системы машин и механизмов, предназначенные для выполнения сверхточных операций в масштабе нескольких нанометров.
Объектами нанотехнологий могут быть как непосредственно низкоразмерные объекты с характерными для нанодиапазона размерами хотя бы в одном измерении (наночастицы, нанопорошки, нанотрубки, нанопроволоки, нанопленки), так и макроскопические объекты (объемные материалы, отдельные элементы устройств и систем), структура которых создается и модифицируется с разрешением на уровне отдельных наноэлементов.
Итак, давайте вернемся к нашему рассказу и поближе познакомимся с каждым из членов нашей семьи.
Папа
Главе семьи по долгу службы положено носить камуфляжную форму. Он получил звание лейтенанта и теперь является командиром взвода. Его взвод часто отправляют на учения, которые проводятся в полевых условиях при любой погоде. Для таких учений в самом ближайшем будущем будет разработана униформа-хамелеон, позволяющая эффективно маскироваться. Кроме этого такая униформа уже не мнется и не загрязняется.
В более отдаленном будущем военную униформу ожидают еще большие преобразования. Униформа сможет твердеть и превращаться в защитный бронежилет, а также будет иметь сенсоры, навигационные системы (в каком-то виде уже есть в «Ратнике») и системы отслеживания состояния здоровья солдат.
Мама
Хранительница очага нашей семьи работает в области медицины. Каждый день она принимает новых пациентов у себя в отделении. Разнообразие диагнозов и болезней требует индивидуального и постоянного наблюдения. В помощь медикам специалисты в области нанотехнологий активно разрабатывают доставку лекарств к определенным клеткам. За счет этого лечение станет быстрее и эффективнее.
Транспортировка лекарства производится наночастицами, которые могут хранить маленькие молекулы лекарств и доставлять их к нужному месту в организме человека. Такой метод позволит снизить стоимость лечения, объёмы потребляемых лекарств и побочные эффекты от них.
Сын
Старший сын – студент. Свободное время он любит проводить за компьютером, играя в компьютерные игры. За несколько лет у него их накопилась масса. Самые первые были с тривиальными визуальными эффектами и графикой, например, Тетрис. Но с переходом микроэлектроники на наноразмерные топологии, игры становятся все более и более реалистичными.
 |
 |
Совершенствование технологии и пропорциональное уменьшение размеров полупроводниковых структур способствуют улучшению характеристик (размеры, энергопотребление, рабочие частоты, стоимость) микросхем, процессоров, микроконтроллеров и т.д. Особенно это важно для ядер процессоров с точки зрения потребления электроэнергии и повышения производительности. При производстве интегральных микросхем применяется фотолитография и литографическое оборудование. Разрешающая способность (в нм) этого оборудования и определяет название применяемого конкретного технологического процесса, например, «14 нм».
Дочь
С раннего детства родители отдали Машу заниматься в секцию большого тенниса. Она проявляет большой интерес к этому виду спорта и не бросает своё любимое дело. Поддержка родных помогает ей одерживать победу во многих турнирах. Но еще одним помощником является новая теннисная ракетка.
Современные теннисные ракетки производятся с использованием углеродных волокон и представляют собой сложный углепластиковый композит. За счет этого такие ракетки гораздо более прочные и легкие, чем те, которыми играли Машины родители.
Пёс
К сожалению, мы так и не придумали, какие нанотехнологии будет использовать наш пес. Поэтому оставляем этот вопрос Вам, нашим читателям.
Итоги
Как мы видим, нанотехнологии в значительной степени изменили жизнь наших героев. Благодаря нанотехнологиям упростилась их работа, усилились человеческие навыки. Также нанотехнологии стали новым источником проведения досуга. С их помощью появилась возможность создавать высокопроизводительные устройства, игры и другие развлечения. Стоит отметить, что нанотехнологии быстро развиваются и охватывают все больше сфер нашей жизни.
Нанотехнологии стали неотъемлемой частью повседневной жизни человека. Благодаря им возможно то, что раньше было недосягаемым. Сегодня нанотехнологии уже касаются каждого. Мы лишь отразили самые очевидные.
Использованные материалы
1. National Nanotechnology Infrastructure Network
2. Российская национальная нанотехнологическая сеть
