Физика/ 1. Теоретическая физика

Абдыкадыров Б.К.

Казахский национальный педагогический университет имени Абая, Казахстан

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В НАНОТЕХНОЛОГИИ

Идея создания технологий в масштабах нанометра впервые пришла в голову нобелевскому лауреату Ричарду Фейнману (Richard Feynman). В 1959 году он высказался о проблеме контроля и управления строением вещества в интервале очень малых размеров - лекция "Там внизу ещё много места" ("There is plenty of space on the bottom"): "ни один физический или химический закон не мешает нам менять взаимное положение атомов".

Само понятие "нанотехнология" было введено японцем Норио Танигучи (Norio Taniguchi) в 1974, он предложил называть так технологии и механизмы, размером менее одного микрона, а так же дал краткое определение нанотехнологии, как: междисциплинарной, образующей технологии, позволяющей "технологично" (воспроизводимо, по описанным процедурам) производить исследования, манипуляцию и обработку вещества в диапазоне размеров и с допусками 0,1/100 нм [1].

Нанотехнологии - это "самые высокие" технологии, на развитие которых ведущие экономические державы тратят сегодня миллиарды долларов. По прогнозам ученых нанотехнологии в XXI веке произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую в ХХ произвели компьютеры в манипулировании информацией", а их развитие изменит жизнь человечества больше, чем освоение письменности, паровой машины или электричества[2].

Особенность нанотехнологий заключается в том, что рассматриваемые процессы и совершаемые действия происходят в нанометровом диапазоне пространственных масштабов. В этом диапазоне размеров сырьем являются отдельные атомы, молекулы, молекулярные системы, а не привычные в традиционной технологии микронные или макроскопические объемы материала, содержащие, по крайней мере, миллиарды атомов и молекул. В отличие от традиционной технологии, для нанотехнологии характерен .индивидуальный. подход, при котором внешнее .управление. достигает отдельных атомов и молекул, что позволяет создавать из них как .бездефектные. материалы с принципиально новыми физико-химическими и биологическими свойствами, так и новые классы устройств с характерными наномеровыми размерами. К настоящему времени понятие нанотехнология не устоялось и отсутствует в широко доступных энциклопедиях. Поэтому предлагается дать следующее рабочее определение.

Нанотехнологией называется междисциплинарная область науки, в которой изучаются закономерности физико-химических процессов в пространственных областях нанометровых размеров с целью управления отдельными атомами, молекулами, молекулярными системами при создании новых молекул, нанострутур, наноустройств и материалов со специальными физическими, химическими и биологическими свойствами.

Анализ текущего состояния позволяет выделить в нанотехнологии ряд

важнейших направлений.

1. Молекулярный дизайн. Препарирование молекул и синтез новых молекул в сильно неоднородных электромагнитных полях.

2. Наноматериаловедение. Создание бездефектных высокопрочных материалов, материалов с высокой проводимостью.

3. Наноприборостроение. Создание сканирующих туннельных микроскопов, атомно-силовых микроскопов, магнитных силовых микроскопов, многоострийных систем для молекулярного дизайна, миниатюрных сверхчувствительных датчиков, нанороботов.

4. Наноэлектроника. Конструирование нанометровой элементной базы для ЭВМ следующего поколения, нанопроводов, полевых транзисторов, выпрямителей, дисплеев, акустических систем.

5. Нанооптика. Создание нанолазеров, синтез многоострийных систем с нанолазерами.

6. Нанокатализ. Разработка катализаторов с наноструктурами для классов

реакций селективного катализа.

7. Наномедицина. Проектирование наноинструментария для уничтожения

вирусов, локального ремонта+ органов, высокоточной доставки доз лекарств в определенные места живого организма.

8. Нанотрибология. Определение связи наноструктуры материалов и сил трения и использование этих знаний для изготовления перспективных пар трения.

9. Управляемые ядерные реакции. Наноускорители частиц, не статистические ядерные реакции[3].

Литератрура:

1. В.М. Анищик, В.Е. Борисенко. Наноматериалы и нанотехнологии. – Минск: 2008. – 375 с.

2. К. Жоаким, Л. Плевер. Нанонауки. Невидимая революция. – М.: 2009.

3. Марк Ратнер, Даниэль Ратнер. «Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи». – М.: 2006.