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La présentation sur le thème « Nanotechnologies et Nanomatériaux » peut être téléchargée tout à fait gratuitement sur notre site Internet. Sujet du projet : Chimie. Des diapositives et des illustrations colorées vous aideront à impliquer vos camarades de classe ou votre public. Pour visualiser le contenu, utilisez le player, ou si vous souhaitez télécharger le rapport, cliquez sur le texte correspondant sous le player. La présentation contient 11 diapositive(s).
Diapositives de présentation
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Qu’est-ce que la nanotechnologie ?
Il s’agit de plusieurs technologies concurrentes pour la production de produits radioélectroniques dont la taille des éléments fonctionnels est de l’ordre du nanomètre (10 à la puissance moins neuvième, c’est-à-dire des fractions de millimètre). L'introduction de ces technologies dans l'électronique radio militaire permettra d'obtenir des armes de très petite taille (par exemple, des balles à tête chercheuse), ou d'augmenter considérablement les capacités « intelligentes » des armes guidées en leur conférant des fonctions autonomes de détection, de reconnaissance et, comme un résultat garanti, des coups sûrs sur toutes les cibles. Introduction de la nanotechnologie dans d'autres espèces équipement militaire augmentera considérablement leur efficacité et élargira la gamme d’applications.
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Il existe une autre version
Les nanotechnologies sont des technologies permettant de travailler avec la matière au niveau des atomes individuels. Les méthodes de production traditionnelles fonctionnent avec des portions de matière constituées de milliards d’atomes ou plus. Cela signifie que même les instruments les plus précis produits par l’homme jusqu’à présent ressemblent à un fouillis au niveau atomique. Le passage de la manipulation de la matière à la manipulation des atomes individuels constitue un pas de géant, offrant une précision et une efficacité sans précédent.
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Médecine et nanotechnologie
En médecine, le problème de l'utilisation des nanotechnologies est la nécessité de modifier la structure de la cellule au niveau moléculaire, c'est-à-dire réaliser une « chirurgie moléculaire » à l’aide de nanobots. Il est prévu de créer des robots médecins moléculaires capables de « vivre » à l’intérieur du corps humain, éliminant ainsi tous les dommages qui se produisent ou empêchant leur apparition. En réalité, la nanomédecine n’existe pas encore ; il n’existe que des nanoprojets dont la mise en œuvre en médecine permettra à terme d’inverser le vieillissement. Malgré la situation actuelle, la nanotechnologie, en tant que solution fondamentale au problème du vieillissement, est plus que prometteuse
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Pour atteindre ces objectifs, l’humanité doit résoudre trois problèmes principaux : 1. Développer et créer des robots moléculaires capables de réparer les molécules. 2. Concevoir et créer des nanoordinateurs qui contrôleront les nanomachines. 3. Créez une description complète de toutes les molécules du corps humain, en d’autres termes, créez une carte du corps humain au niveau atomique. La principale difficulté de la nanotechnologie réside dans le problème de la création du premier nanobot. Il existe plusieurs directions prometteuses
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État et nanotechnologie
L'ÉTAT a alloué 180 milliards de roubles au « soutien aux nanotechnologies ». Ces fonds sont gérés par la société d'État Rusnanotech. Il est contrôlé par le gouvernement. Dans le même temps, les bénéfices des activités de la société d'État Rusnanotech ne sont pas soumis au retrait et à la distribution par le gouvernement. De plus, Rosnanotech a été exclue de la loi sur les faillites. Dans un message du Président de la Fédération de Russie au début de crise économique, il a été dit que l'État n'épargnerait pas de fonds pour le développement de la nanotechnologie, ce qui montre l'importance de cette industrie pour l'État.
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La société est autorisée à dépenser des fonds pour l'achat titres(dans le cadre du soutien à des projets nanotechnologiques). Elle a également le droit d'investir fonds disponibles dans tout instrument financier. Le montant de ces investissements est approuvé une fois par an par le conseil de surveillance de Rusnanotech. Le conseil de surveillance de la société (15 personnes : 5 députés ou sénateurs, 5 membres du gouvernement ou de l'administration présidentielle, 5 représentants de la science, des affaires ou de la Chambre publique) est nommé par le gouvernement et nomme à son tour le directeur général de la société. Rusnanotech State Corporation pour un mandat de cinq ans. Il, sur recommandation du directeur général, approuve le conseil d'administration de la société.
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Des perspectives fantastiques
Perspectives de développement des nanotechnologies dans diverses industries. Selon les prévisions de l'association américaine National Science Foundation, le volume du marché des biens et services utilisant les nanotechnologies pourrait atteindre 1 000 milliards de dollars. dans les 10 à 15 prochaines années : dans l'industrie, les matériaux aux caractéristiques spécifiques élevées qui ne peuvent pas être créés de manière traditionnelle pourraient occuper un marché d'une valeur de 340 milliards de dollars dans les 10 prochaines années. Dans l'industrie des semi-conducteurs, le marché des produits nanotechnologiques pourrait atteindre 300 milliards de dollars dans les 10 à 15 prochaines années. Dans le secteur de la santé, l’utilisation des nanotechnologies peut contribuer à augmenter l’espérance de vie, à améliorer sa qualité et à développer les capacités physiques humaines. dans l’industrie pharmaceutique, environ la moitié de tous les produits dépendront de la nanotechnologie. Le volume des produits utilisant la nanotechnologie s'élèvera à plus de 180 milliards de dollars dans les 10 à 15 prochaines années.
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Et aussi... dans industrie chimique Les catalyseurs nanostructurés sont utilisés dans la production d'essence et dans d'autres procédés chimiques, avec une croissance de marché estimée à 100 milliards de dollars. Selon les prévisions des experts, le marché de ces produits croît de 10 % par an. dans les transports, l'utilisation des nanotechnologies et des nanomatériaux permettra de créer des voitures plus légères, plus rapides, plus fiables et plus sûres. Le marché des produits aérospatiaux pourrait à lui seul atteindre 70 milliards de dollars d’ici 2010. dans l'agriculture et la défense environnement Les applications de la nanotechnologie peuvent augmenter les rendements des cultures, fournir des moyens plus économiques de filtrer l'eau et accélérer le développement de sources d'énergie renouvelables telles que la conversion à haut rendement. énergie solaire. Cela réduira la pollution de l’environnement et permettra d’économiser beaucoup d’argent. Ainsi, selon les prévisions des scientifiques, l'utilisation de la nanotechnologie dans l'utilisation de l'énergie lumineuse dans 10 à 15 ans peut réduire la consommation d'énergie dans le monde de 10 %, générer une économie totale de 100 milliards de dollars et, par conséquent, réduire les émissions nocives de dioxyde de carbone. pour un montant de 200 millions de tonnes.
La nanotechnologie peut être définie comme un ensemble de processus techniques associés à la manipulation de molécules et d'atomes à des échelles de 1 à 100 nm.
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Diapositive 3 : Propriétés des nanoobjets
De nombreux objets en physique, chimie et biologie ont montré que la transition vers le niveau nanométrique entraîne des changements qualitatifs dans les propriétés physico-chimiques des composés individuels et des systèmes obtenus sur leur base. Nous parlons du coefficient de résistance optique, de conductivité électrique, de propriétés magnétiques, de résistance et de résistance thermique.
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De plus, selon les observations, les nouveaux matériaux obtenus grâce à la nanotechnologie dépassent largement leurs analogues à l'échelle micrométrique en termes de propriétés physiques, mécaniques, thermiques et optiques.
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Diapositive 6 : Nanochimie
Avec le développement de nouvelles méthodes d'étude de la structure de la matière, il est devenu possible d'obtenir des informations sur les particules contenant de petites (< 100) количество атомов. Подобные частицы с размером около 1 нм (10 -9 м) обнаружили необычные, трудно предсказуемые химические свойства. Оказалось, что такие наночастицы обладают высокой активностью и с ними возможно осуществление реакций, которые не идут с частицами макроскопического размера. Изучением химических свойств таких частиц и занимается нанохимия.
Diapositive 7 : Les particules de métaux, par exemple, d'une taille ≤ 1 nm contiennent environ 10 atomes, qui forment une particule de surface sans volume et hautement chimiquement active.
Classification des particules par taille Les propriétés physicochimiques commencent à être décrites par le nombre d'atomes
Diapositive 8 : La nanochimie est un domaine qui étudie la production, la structure, les propriétés et la réactivité des particules et des assemblages formés à partir de celles-ci, qui dans au moins une dimension ont une taille ≤ 10 nm.
Une idée d'effets de taille apparaît ; les propriétés dépendent du nombre d'atomes ou de molécules dans une particule. Les nanoparticules peuvent être considérées comme des formations intermédiaires entre des atomes individuels d’une part et un corps solide d’autre part. La disposition des atomes au sein de la structure formée de nanoparticules est importante. La notion de phase est moins clairement exprimée.
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Diapositive 10 : En nanochimie, des questions se posent liées à la terminologie
La 7e Conférence internationale sur les matériaux nanostructurés (Wiesbaden, 2004) a proposé la classification suivante : solides nanoporeux, nanoparticules, nanotubes et nanofibres, nanodispersions, surfaces et films nanostructurés, matériaux nanocristallins.
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Diapositive 13 : Suite du tableau 10
Pluies acides sources alternativesénergie (refus de brûler des combustibles fossiles, utilisation de sources naturelles) ; accroître l'efficacité des appareils alimentés par l'énergie solaire Nouvelles piles à combustible Réduire ou éliminer les émissions d'oxydes de soufre et d'azote des installations de transport et industrielles
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On s'attend à ce que la nanoénergie augmente considérablement l'efficacité des systèmes de conversion et de stockage de l'énergie solaire. Utilisation de matériaux nanoporeux. Les matériaux carbonés poreux sont utilisés comme tamis moléculaires, absorbants et membranes. L'objectif est d'obtenir des structures présentant une capacité spécifique élevée à absorber les gaz (notamment l'hydrogène ou le méthane). C'est la base du développement d'un nouveau type de piles à combustible qui garantissent des transports et des centrales électriques respectueux de l'environnement.
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Diapositive 16 : Catalyseurs et absorbants de taille nanométrique
La catalyse à l'échelle nanométrique conduit à la fois à une augmentation de l'activité du catalyseur et de sa sélectivité, ainsi qu'à la régulation des processus de réaction chimique et des propriétés du produit final. Cette possibilité résulte non seulement de la modification de la taille des nanoclusters inclus dans le catalyseur et de la surface spécifique, mais également de l'émergence de nouvelles propriétés dimensionnelles et de la composition chimique de la surface.
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Diapositive 20 : Activité photocatalytique du TiO 2. Processus impliquant de l'oxygène dissous
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Diapositive 21 : Nanoclusters d'or
À titre d'exemple, nous pouvons considérer l'apparition d'une activité catalytique d'amas d'or d'une taille de 3 à 5 nm, alors que l'or en vrac n'est pas actif. Ainsi, les nanoclusters d’or déposés sur un substrat d’oxyde d’aluminium catalysent efficacement l’oxydation du CO à basse température jusqu’à –70 °C, et présentent également une grande sélectivité dans les réactions de réduction des oxydes d’azote à température ambiante. De tels catalyseurs sont efficaces pour éliminer les odeurs dans les espaces clos.
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Aux États-Unis, on s'attend dans un avenir proche à une production commerciale de nanoclusters d'oxydes métalliques pour la désinfection des agents de guerre chimique, pour protéger l'armée et la population lors d'attentats terroristes, ainsi que de nanocomposites très poreux sous forme de comprimés ou de granulés pour purification et désinfection de l'air, par exemple dans les avions, les casernes, etc. d.
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Diapositive 25 : Nanofibres polymères
La production de nanofibres polymères d'un diamètre inférieur à 100 nm se généralise. Ces fibres sont utilisées pour fabriquer des vêtements dits actifs, qui favorisent l'auto-guérison des plaies et permettent de diagnostiquer les affections avec la perception des commandes de l'extérieur, c'est-à-dire fonctionne également en mode capteur.
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Diapositive 26 : Filtres bioactifs
Les filtres bioactifs sont créés à base de nanofibres. Ainsi, les sociétés américaines Argonide et NanoCeram ont lancé la production de fibres d'un diamètre de 2 nm et d'une longueur de 10 à 100 nm à partir du minéral boehmite (AlOOH). En raison du grand nombre de groupes hydroxyles, ces fibres, combinées en agrégats plus grands, absorbent activement les bactéries chargées négativement, les virus, divers fragments inorganiques et organiques et assurent ainsi une purification efficace de l'eau, ainsi que la stérilisation des sérums médicaux et des milieux biologiques.
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Diapositive 27 : Prévisions de développement des nanotechnologies
Applications actuelles : protection thermique, protection optique (visible et UV), verres autonettoyants, verres colorés, écrans solaires, pigments, encres d'imprimante, cosmétiques, nanoparticules abrasives, supports d'enregistrement.
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2) Perspective 1 à 5 ans : identification et détection des contrefaçons parmi les billets, documents, étiquettes marchandises diverses, pièces d'automobiles et mécanismes, etc., application de marques de colorants ouvertes et secrètes, révélées par l'éclairage, capteurs chimiques et biologiques, diagnostic de maladies et thérapie génique, transport ciblé de médicaments, marques luminescentes pour dépistage biologique, vêtements médicaux, application de codes spéciaux, matériaux nanocomposites pour le transport, matériaux légers et anticorrosion pour l'industrie aéronautique, nanotechnologies pour la production produits alimentaires, lasers accordables et émetteurs de lumière, y compris diodes photoélectrochimiques, activateurs électromécaniques.
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3) Perspective 6-10 ans : écrans plats, cellules et batteries solaires, dispositifs thermoioniques pour microrobots et nanorobots, dispositifs de stockage d'informations, dispositifs de surveillance et de désinfection des objets et de l'environnement, nanocatalyseurs à haute productivité et sélectivité, utilisation des nanotechnologies pour la fabrication de prothèses et d'organes artificiels. 4) Perspective 10 à 30 ans : dispositifs à électron unique, ordinateurs quantiques.
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Diapositive 30 : Nanoparticules à base de carbone
Les modifications allotropiques sont différentes formes structurelles d'un élément. Les modifications largement répandues du carbone sont le graphite et le diamant, et le carbyne est également connu. Le carbone a la capacité de créer des membranes bidimensionnelles chimiquement stables d’un atome d’épaisseur dans le monde tridimensionnel. Cette propriété du carbone est importante pour la chimie et développement technologique en général.
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Diapositive 31 : Fullerènes – nouvelles modifications allotropiques du carbone
En 1985, une découverte importante a eu lieu dans la chimie de l'un des éléments les plus étudiés : le carbone. Equipe d'auteurs : Croteau (Angleterre), Heath, O'Brien, Curl et Smalley (USA), étudiant les spectres de masse de vapeur de graphite obtenus par irradiation laser (laser excimer pulsé ArF, λ = 193 nm, énergie 6,4 eV) de solide échantillon, ont trouvé des pics correspondant aux masses 720 et 840. Ils ont supposé que ces pics correspondent aux molécules individuelles C 60 et C 70.
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Diapositive 32 : Le fullerène C 60 appartient à ces rares structures chimiques qui ont la symétrie ponctuelle la plus élevée, à savoir la symétrie de l'icosaèdre I h
La coque sphérique de 60 atomes est formée d’anneaux à cinq et six chaînons. Chaque cycle à cinq membres est connecté à cinq cycles à six membres. La molécule n'a pas d'anneaux à cinq chaînons reliés les uns aux autres. Il y a un total de 12 pentagones et 20 hexagones dans la molécule. En 1996, Croteau, Curl et Smalley ont reçu Prix Nobel en chimie pour la découverte, le développement de méthodes de production et la recherche sur les fullerènes, et le Comité Nobel a comparé cette découverte en termes d'importance à rien de moins que la découverte de l'Amérique par Colomb.
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Diapositive 33
Riz. 2. Isomère C 60 sous forme de « cob ». Les zones ombrées montrent le déplacement du nuage d'électrons par rapport aux atomes de la molécule formant la surface latérale de la structure
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Diapositive 34 : Les molécules ont été nommées fullerènes en hommage à l'architecte Fuller, auteur de structures ajourées en maille (Pavillon américain à l'Exposition universelle EXPO-67 de Montréal, etc.)
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Diapositive 35 : Dépendance des spectres de masse aux conditions de regroupement
Il a été constaté que l’intensité relative du pic C60 dépend des conditions et augmente avec l’augmentation de la température. Par conséquent, l’isomère (ou les isomères) responsables de l’intensité maximale élevée doivent avoir une stabilité chimique accrue afin de « survivre » au nombre croissant de collisions. Les isomères avec des liaisons carbone pendantes seront très réactifs et ne survivront pas aux collisions. Le rôle des collisions chimiquement actives se manifeste dans le fait que seuls les fullerènes avec un nombre pair d'atomes de carbone (C 60, C 70, etc.) sont observés dans les spectres de masse.
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Nanotechnologie
La nanotechnologie est un domaine des sciences appliquées et de la technologie qui traite de l'étude des propriétés des objets et du développement de dispositifs dont les dimensions sont de l'ordre de 10 à 9 m ou 10 nm. La nanotechnologie est une technologie permettant de manipuler la matière au niveau atomique et moléculaire afin de créer des nanostructures, des nanodispositifs et des matériaux dotés de propriétés particulières. La particularité de la nanotechnologie est que les processus considérés et les actions réalisées se déroulent dans la gamme nanométrique des échelles spatiales. Dans cette gamme de taille, les « matières premières » sont des atomes individuels, des molécules et des systèmes moléculaires. 1 nanomètre (nm) équivaut à un milliardième de mètre ou un millionième de millimètre. Qu’est-ce que « NANO » ?
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Richard Feynman est à l'origine de la nanotechnologie, il a proposé de nombreuses formulations différentes. Le terme « nanotechnologie » a été utilisé pour la première fois par Norio Taniguchi en 1974. Dans les années 1980, ce terme a été utilisé par Eric K. Drexler, notamment dans son livre « Machines of ». Création : l'ère à venir de la nanotechnologie », publié en 1986 par Richard Feynman Eric K. Drexler.
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La nanotechnologie est actuellement activement recherchée dans environ 50 pays. Les États-Unis et le Japon sont en tête. Corée du Sud, Allemagne. La Russie se classe parmi les dix deuxièmes. Mais en termes de nombre de publications sur les nanothèmes, nous occupons une honorable 8ème place.
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Nanotechnologie en Russie
Étudier les propriétés des métaux sous forme de nanoparticules Créer des biopuces et des films minces Créer des manipulateurs des plus petites tailles
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Nanotechnologies que nous utilisons dans la vie :
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Utilisation de la nanotechnologie en médecine
Les Américains ont créé un matériau qui imite le vrai tissu osseux. En utilisant la méthode d’auto-assemblage de fibres imitant le collagène naturel, ils ont « planté » dessus des nanocristaux d’hydroxyapatite. Et ce n'est qu'alors que les propres cellules osseuses d'une personne ont été collées à ce « mastic » - ce matériau peut être utilisé pour remplacer les défauts osseux après des blessures ou des opérations.
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Nanotechnologie et mode
Pour la première fois, la nanotechnologie a commencé à être utilisée dans la production vêtements à la mode il y a environ un an. Depuis lors, certains créateurs de mode ont commencé à collaborer avec des scientifiques pour produire des modèles de « vêtements fonctionnels ». Cela différera de ce à quoi nous sommes habitués non seulement apparence, mais aussi les propriétés du tissu à partir duquel il est fabriqué.
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Ne nécessite pas de lavage Il est impossible de tomber malade Ne laisse pas passer les gaz nocifs et protège contre écologie moderne 1 m² Un mètre de tissu coûte environ 10 000. $
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Ordinateur dans une tasse thermos
Jason Farsai, étudiant en design, a imaginé un ordinateur Yuno intégré à une tasse à café. La partie logicielle de cet ordinateur mug sera composée de widgets démontrant la météo, les conditions routières, les cotations boursières, e-mail etc.
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Nokia et des spécialistes de l'Université de Cambridge ont récemment présenté un nouveau produit intéressant : un téléphone mobile Morph réalisé à l'aide de la nanotechnologie.
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Des satellites sont également créés sur la base de la nanotechnologie
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Nanorobots et ordinateurs
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Blague des nanotechnologues
La nanotoilet a reçu un prix au 49ème concours international de micrographie comme activité la plus farfelue de 2005. Au total, plus de 40 œuvres ont participé au concours, mais le projet de SII NanoTechnology s'est avéré le plus insolite. Le jury n'a jamais vu une telle utilisation des nanotechnologies !
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Conclusion : L'impact de la nanotechnologie sur la vie promet d'être universel, ce qui entraînera des changements dans l'économie et dans tous les aspects de la vie, du travail, relations sociales. L'utilisation de matériaux innovants du 21ème siècle permettra de concrétiser les projets les plus inimaginables. Avec l'aide de la nanotechnologie, nous pourrons gagner du temps, obtenir plus d'avantages à moindre prix et améliorer constamment le niveau et la qualité de vie. La pierre d’achoppement de la nanotechnologie moderne est l’impossibilité de produire en masse des produits de haute technologie. Des résultats démontrant le potentiel des nanotechnologies ont déjà été obtenus, mais les technologies de production de masse n'existent pas encore.
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Nanotechnologie La nanotechnologie est un nouveau domaine scientifique et technologique qui s'est activement développé au cours des dernières décennies. La nanotechnologie implique la création et l'utilisation de matériaux, de dispositifs et systèmes techniques, dont le fonctionnement est déterminé par la nanostructure, c'est-à-dire ses fragments ordonnés dont la taille varie de 1 à 100 nanomètres
Perspectives NANOTECHNOLOGIE MÉDECINE Création de médecins robotiques moléculaires qui « vivraient » à l'intérieur du corps humain, éliminant ainsi tous les dommages qui pourraient survenir. MÉDECINE Création de médecins robotiques moléculaires qui « vivraient » à l'intérieur du corps humain, éliminant ainsi tous les dommages qui pourraient survenir. GÉRONTOLOGIE Atteindre l'immortalité personnelle des personnes grâce à l'introduction de robots moléculaires dans le corps qui préviennent le vieillissement cellulaire, ainsi que la restructuration et « l'ennoblissement » des tissus du corps humain. GÉRONTOLOGIE Atteindre l'immortalité personnelle des personnes grâce à l'introduction de robots moléculaires dans le corps qui préviennent le vieillissement cellulaire, ainsi que la restructuration et « l'ennoblissement » des tissus du corps humain.
BIOLOGIE Il deviendra possible de « introduire » dans un organisme vivant au niveau atomique. Les conséquences peuvent être très différentes - de la « restauration » d'espèces disparues à la création de nouveaux types d'êtres vivants et de biorobots. BIOLOGIE Il deviendra possible de « introduire » dans un organisme vivant au niveau atomique. Les conséquences peuvent être très différentes - de la « restauration » d'espèces disparues à la création de nouveaux types d'êtres vivants et de biorobots. ÉCOLOGIE Élimination complète des effets néfastes de l'activité humaine sur l'environnement. D'une part, en raison de la saturation de l'écosphère en infirmières robotiques moléculaires, transformant les déchets humains en matières premières, et d'autre part, en raison du transfert de l'industrie et agriculture sur les méthodes nanotechnologiques sans déchets. ÉCOLOGIE Élimination complète des effets néfastes de l'activité humaine sur l'environnement. Premièrement, en saturant l’écosphère d’infirmières robotiques moléculaires qui transforment les déchets humains en matières premières, et deuxièmement, en transférant l’industrie et l’agriculture vers des méthodes nanotechnologiques sans déchets.
CONSTRUCTION SPATIALE Une énorme armée de molécules robotiques sera libérée dans l'espace proche de la Terre et le préparera à l'établissement humain - rendra la Lune, les astéroïdes et les planètes proches propices à l'habitation et les construira à partir de « matériaux de fortune » stations spatiales. CONSTRUCTION SPATIALE Une énorme armée de molécules robotiques sera lâchée dans l’espace proche de la Terre et le préparera à l’établissement humain – rendra la Lune, les astéroïdes et les planètes voisines habitables et construira des stations spatiales à partir de « matériaux de rebut ». CYBERNÉTIQUE Il y aura une transition des structures planaires actuellement existantes vers les microcircuits volumétriques, la taille des éléments actifs diminuera jusqu'à la taille des molécules. CYBERNÉTIQUE Il y aura une transition des structures planaires actuellement existantes vers les microcircuits volumétriques, la taille des éléments actifs diminuera jusqu'à la taille des molécules SMART HABITAT Grâce à l'introduction de nanoéléments logiques dans tous les attributs de l'environnement, l'environnement deviendra confortable pour une personne. HABITAT INTELLIGENT En introduisant des nanoéléments logiques dans tous les attributs de l'environnement, il deviendra confortable pour les humains.
INDUSTRIE Remplacement des méthodes de production traditionnelles par des robots moléculaires assemblant des biens de consommation directement à partir d'atomes et de molécules. INDUSTRIE Remplacement des méthodes de production traditionnelles par des robots moléculaires assemblant des biens de consommation directement à partir d'atomes et de molécules. AGRICULTURE Remplacement des « machines naturelles » pour la production alimentaire par leurs analogues artificiels - des complexes de robots moléculaires. Ils reproduiront les mêmes processus chimiques qui se produisent dans un organisme vivant, mais de manière plus courte et plus efficace. AGRICULTURE Remplacement des « machines naturelles » pour la production alimentaire par leurs analogues artificiels - des complexes de robots moléculaires. Ils reproduiront les mêmes processus chimiques qui se produisent dans un organisme vivant, mais de manière plus courte et plus efficace.
Les leaders mondiaux de la production et du développement des nanotechnologies sont les États-Unis et le Japon. Les leaders mondiaux de la production et du développement des nanotechnologies sont les États-Unis et le Japon. Leaders en termes d’investissement dans les nanotechnologies entre 2006 et 2010. seront le Japon (6 milliards de dollars), les États-Unis (5,6 milliards de dollars) et les pays de l'UE (4,6 milliards de dollars). Leaders en termes d’investissement dans les nanotechnologies entre 2006 et 2010. seront le Japon (6 milliards de dollars), les États-Unis (5,6 milliards de dollars) et les pays de l'UE (4,6 milliards de dollars). La Russie prévoit d'investir environ 8 milliards de dollars dans le développement des nanotechnologies d'ici 2011. A cet effet " société russe nanotechnologies" (RosNanoTech), qui prévoit d'investir environ 15 milliards de roubles dans des projets de nanotechnologie. La Russie prévoit d'investir environ 8 milliards de dollars dans le développement des nanotechnologies d'ici 2011. À cette fin, la Société russe de nanotechnologie (RosNanoTech) a été créée, qui prévoit d'investir environ 15 milliards de roubles dans des projets de nanotechnologie.
La première génération est appelée « nanostructures passives », ou simplement nanopoudres qui peuvent être ajoutées à divers matériaux : polymères, céramiques, métaux, revêtements, médicaments, cosmétiques, aliments et autres biens de consommation. La deuxième génération de « nanostructures actives » (2005-2010) prévoit la création de composants nanobiotechnologiques, d'interfaces neuroélectroniques, de systèmes nanoélectromécaniques. La troisième génération de « systèmes de nanosystèmes » (2010-2015), c'est-à-dire l'auto-assemblage contrôlé de. nanosystèmes, réseaux tridimensionnels, nanorobots. La quatrième génération de « nanosystèmes moléculaires » (2015-2020), c'est-à-dire dispositifs moléculaires, conception atomique.
Institut de recherche du Japon Des scientifiques japonais créent des nanomatériaux à base de carbone Des scientifiques japonais créent des nanomatériaux à base de carbone En 1991, le chercheur japonais S. Iijima de la société Nihon Denki a découvert une autre structure inhabituelle : les nanotubes de carbone. En 1991, le chercheur japonais S. Iijima de la société Nihon Denki la société "Nihon Denki" a découvert une autre structure inhabituelle: les nanotubes de carbone peuvent être utilisés en technologie microscopie électronique, dans les transistors et les écrans, comme éléments absorbeurs d'hydrogène, dans la production de composites, peut être utilisé dans la technologie de microscopie électronique, dans les transistors et les écrans, comme éléments absorbeurs d'hydrogène, dans la production de composites
Chine Chine Actuellement, il existe en Chine environ 800 entreprises impliquées dans la mise en œuvre de la nanotechnologie, et plus de 100 recherche laboratoires. La nature de leur travail reste traditionnellement fermée. L’armée chinoise s’intéresse particulièrement aux puces électroniques capables d’augmenter la capacité de survie du personnel lorsque l’ennemi utilise des armes de destruction massive. Il existe actuellement en Chine environ 800 entreprises de nanotechnologie et plus de 100 laboratoires de recherche. La nature de leur travail reste traditionnellement fermée. L’armée chinoise s’intéresse particulièrement aux puces électroniques capables d’augmenter la capacité de survie du personnel lorsque l’ennemi utilise des armes de destruction massive.
Derniers développements Ordinateurs et microélectronique Ordinateurs et microélectronique Le nano-ordinateur est un dispositif informatique basé sur des technologies électroniques dont la taille des éléments logiques est de l'ordre de plusieurs nanomètres. L'ordinateur lui-même, développé sur la base de la nanotechnologie, a également des dimensions microscopiques. Le nanoordinateur est un appareil informatique basé sur des technologies électroniques dont la taille des éléments logiques est de l'ordre de plusieurs nanomètres. L'ordinateur lui-même, développé sur la base de la nanotechnologie, a également des dimensions microscopiques. L'ordinateur à ADN est un système informatique qui utilise les capacités informatiques des molécules d'ADN. En informatique ADN, les données ne sont pas représentées sous forme de zéros et de uns, mais sous la forme d’une structure moléculaire construite sur la base de l’hélice de l’ADN. Rôle logiciel des enzymes spéciales sont utilisées pour lire, copier et manipuler les données. L'ordinateur à ADN est un système informatique qui utilise les capacités informatiques des molécules d'ADN. En informatique ADN, les données ne sont pas représentées sous forme de zéros et de uns, mais sous la forme d’une structure moléculaire construite sur la base de l’hélice de l’ADN. Le rôle du logiciel de lecture, de copie et de gestion des données est assuré par des enzymes spéciales. Microscope à sonde à balayage microscope à force atomique haute résolution, basé sur l'interaction de l'aiguille en porte-à-faux (sonde) avec la surface de l'échantillon étudié. Contrairement à un microscope à effet tunnel (STM), il peut examiner des surfaces conductrices et non conductrices même à travers une couche de liquide, ce qui permet de travailler avec des molécules organiques (ADN). Le microscope à force atomique est un microscope à sonde à balayage haute résolution basé sur l'interaction d'une aiguille en porte-à-faux (sonde) avec la surface de l'échantillon étudié. Contrairement à un microscope à effet tunnel (STM), il peut examiner des surfaces conductrices et non conductrices même à travers une couche de liquide, ce qui permet de travailler avec des molécules organiques (ADN).
Nanomédecine et industrie pharmaceutique Nanomédecine et industrie pharmaceutique Une direction de la médecine moderne basée sur l'utilisation des propriétés uniques des nanomatériaux et des nanoobjets pour suivre, concevoir et modifier les systèmes biologiques humains au niveau nanomoléculaire. Une direction de la médecine moderne basée sur l'utilisation des propriétés uniques des nanomatériaux et des nanoobjets pour suivre, concevoir et modifier les systèmes biologiques humains au niveau nanomoléculaire. La nanotechnologie de l'ADN utilise des bases spécifiques de molécules d'ADN et d'acide nucléique pour créer des structures clairement définies basées sur celles-ci. La nanotechnologie de l'ADN utilise des bases spécifiques de molécules d'ADN et d'acide nucléique pour créer des structures clairement définies basées sur celles-ci. Au début des années 2000, les progrès rapides de la technologie des nanoparticules ont donné une impulsion au développement de nouvelle zone nanotechnologie nanoplasmonique. Il s'est avéré possible de transmettre un rayonnement électromagnétique le long d'une chaîne de nanoparticules métalliques en utilisant l'excitation d'oscillations de plasmons. Au début des années 2000, les progrès rapides de la technologie des nanoparticules ont donné une impulsion au développement d’un nouveau domaine de la nanotechnologie, la nanoplasmonique. Il s'est avéré possible de transmettre un rayonnement électromagnétique le long d'une chaîne de nanoparticules métalliques en utilisant l'excitation d'oscillations de plasmons.
Robotique Robotique Les nanorobots sont des robots créés à partir de nanomatériaux et comparables en taille à une molécule, avec des fonctions de mouvement, de traitement et de transmission d'informations et d'exécution de programmes. Des nanorobots capables de créer des copies d'eux-mêmes, c'est-à-dire les auto-reproductions sont appelées réplicateurs. Les nanorobots sont des robots créés à partir de nanomatériaux et comparables en taille à une molécule, avec des fonctions de mouvement, de traitement et de transmission d'informations, et d'exécution de programmes. Des nanorobots capables de créer des copies d'eux-mêmes, c'est-à-dire les auto-reproductions sont appelées réplicateurs.
Impact sur l'économie La nanotechnologie est un outil, un moyen par lequel les pays peuvent influencer l'augmentation de la compétitivité des entreprises à travers le développement de la production et l'amélioration de la qualité des produits dans divers secteurs de l'économie. La nanotechnologie est un outil, un moyen par lequel les pays peuvent influencer l'augmentation de la compétitivité des entreprises grâce au développement de la production et à l'amélioration de la qualité des produits dans divers secteurs de l'économie.
La nanotechnologie est la science et la technologie de la création,
fabrication, caractérisation et commercialisation
matériaux et structures fonctionnelles et
dispositifs sur les atomes, les molécules et
niveaux nanométriques.
Les nanomatériaux sont des matériaux créés avec
à l'aide de nanoparticules ou via
les nanotechnologies qui ont
propriétés uniques grâce à
la présence de ces particules dans le matériau.
augmentation spectaculaire de la productivité
systèmes informatiques
augmentation spectaculaire du débit
canaux de communication
une forte augmentation de la capacité d’information et
qualité des systèmes d'affichage d'informations avec
réduction simultanée des coûts énergétiques Les nanotechnologies et les nanomatériaux sont destinés
résoudre les problèmes suivants en électronique :
une forte augmentation de la sensibilité sensorielle
appareils et expansion significative du spectre
grandeurs mesurées
création de produits hautement économiques
produits d'éclairage à semi-conducteurs
augmentation significative de la densité
utilisation de l'électronique et de l'optoélectronique
composants dans diverses technologies Nanotechnologie
nécessitent de petites quantités
les coûts de l'énergie, des matériaux,
production et
locaux d'entrepôt. AVEC
d'autre part, le développement
la nanotechnologie nécessite
haut niveau de formation
scientifiques, ingénieurs et
les travailleurs techniques et
aussi des organisations
production. Clé dans le développement des nanotechnologies
découvertes d'acier de la dernière moitié du XXe
siècles associés au quantique
propriétés des micro- et nanoobjets,
développement de semi-conducteurs
transistors et lasers, la création
méthodes de diagnostic avec atomique
résolution, découverte des fullerènes,
développement de la génomique et de la biotechnologie. Applications modernes
les nanotechnologies comprennent :
création de haute résistance
nanocristallin et
matériaux amorphes,
ininflammable
nanocomposites sur
à base de polymère
éléments nanoélectroniques
et la nanophotonique,
semi-conducteur,
transistors et lasers,
photodétecteurs, solaires
éléments, capteurs, etc.
appareils ultra-denses
enregistrer des informations;
télécommunications,
informatif et
technologies informatiques,
supercalculateurs
moléculaire
les appareils électroniques,
y compris
interrupteurs et
circuits électroniques sur
niveau moléculaire nanolithographie et
nanoimpression
micro et
nanomécanique, actionneurs
et des transducteurs,
moteurs moléculaires et
nanomoteurs, nanorobots
nanochimie et catalyse
(catalyseurs,
adsorbants,
moléculaire
filtres et séparateurs)
les piles à combustible,
électrique
piles, etc
convertisseurs
énergie, appareils pour
stockage d'énergie
produits pharmaceutiques, biopolymères
et la guérison des maladies biologiques
tissus, cliniques et
diagnostic médical,
création d'artificiel
les muscles, les os,
implantation d'organes vivants Quantum
supercalculateur Hewlett-Packard a récemment annoncé officiellement
disponibilité d'une stratégie pour le développement de la base nanoélectronique, qui
constituera la base de la future informatique électronique
industrie - production de puces informatiques basées
nanoélectronique moléculaire. Des scientifiques de Hewlett-Packard ont breveté une technologie de production
microprocesseurs qui ne sont pas basés sur le silicium
cristaux, comme dans les processeurs modernes, et moléculaires
chaînes. Les nouvelles technologies peuvent changer fondamentalement :
Médecine
Énergie
Biotechnologie
Électronique
et d'autres industries. En médecine, « en or »
nanoparticules" - petites
particules de silicium recouvertes
de l'or ou des particules d'or,
injecté dans une tumeur cancéreuse,
- lorsqu'il y est exposé
laser ou micro-ondes
le rayonnement peut trouver et
détruire les cellules cancéreuses.
Réussi
tests sur le matériel du cancer du sein
personne. Les coquilles de ces particules
absorber de l'énergie
rayonnement et ensuite
transformez-le en
l'énergie thermique.
Énergie
radiation
Thermique
énergie Des problèmes entravant le développement
nanotechnologie :
Manque de demande
Cher
Défaut
qualificatif
ovale
personnel Les scientifiques notent :
"Quand on apprend
grandir
les organes humains,
alors probablement
on pourra dire
que nous sommes loin
avancé" Concept de développement et maîtrise des nanotechnologies
et nanomatériaux en République de Biélorussie
comprend les tâches principales suivantes :
Créer une interministérielle
agence gouvernementale
coordonner le développement et le développement
nanotechnologies et nanomatériaux dans
République de Biélorussie et le réseau des
plateformes de nanotechnologie
Formation systématique des ingénieurs et
personnel scientifique
Modernisation des installations de production existantes Développement des nanotechnologies
réalisé dans les domaines suivants :
Production
et réparations
voitures
agro-industrie
spécial
complexe
création
textile,
couture et
tricoté
produits
Agro-industrie
porté
complexe
Biotechnologie Actuellement appliqué
les formes de commercialisation suivantes
nanotechnologie :
l'utilisation de la nanotechnologie dans la production et
vente finale ;
création de start-ups ;
vente de startups à de grandes entreprises
sociétés;
conclusion d'accords de licence pour
utiliser les résultats des travaux de recherche et développement ;
R&D personnalisé. Analyse du potentiel scientifique et technique de la République
La Biélorussie nous permet de souligner ce qui suit
orientations prometteuses dans le domaine du développement et
commercialisation de la nanotechnologie et de la production
produits nanotechnologiques :
médicaments
nanomatériaux
instrumentation
la nanoélectronique et
cellules solaires
sensoriel et diagnostic
filtres et
membrane Dans la structure de l'Académie nationale des sciences de Biélorussie, le développement actif et
ventes de produits nanotechnologiques,
appartenant principalement à la catégorie des scientifiques et
scientifique et technique, réalisé par 7 équipes scientifiques
organisations :
1) état institutions scientifiques"Physique et technique
Institut de l'Académie nationale des sciences de Biélorussie"
2) "Institut de physique du nom de B.I. Stepanov de l'Académie nationale
sciences de Biélorussie"
3) "Institut de Chimie Bioorganique de l'Académie Nationale des Sciences
Biélorussie"
4) "Institut de Chimie Physico-Organique de l'Académie Nationale
sciences de Biélorussie"
5) "Institut du transfert de chaleur et de masse nommé d'après A.V. Lykov
Académie nationale des sciences de Biélorussie"
6) Association nationale de recherche et de production
métallurgie des poudres
7) Association nationale de recherche et de production « Centre scientifique et pratique de l'Académie nationale des sciences »
La Biélorussie en science des matériaux"
