|
|
ывартарь. Курсовая Гуцан. Министерство образования и науки московской области
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования Московской области
«Государственный социально-гуманитарный университет»
ФМФХИ
Направление подготовки: Педагогическое образование,
профиль: «Физика», «Информатика»
Курсовая работа
НАНОТЕХНОЛОГИИ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Выполнил: студент 4 курса,
гр.17ФИ-о-41,
Гуцан Евгений Олегович
Научный руководитель ДПН, доцент, профессор кафедры физики и химии Дубицкая Л.В.
Коломна 2020
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………2
ГЛАВА 1. ПОНЯТИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
1.1 Определение нанотехнологий. История развития……………...
1.2 Нанокристаллические материалы………..................................
ГЛАВА 2. ПРИМЕНЕНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
2.1 Нанотехнологии в медицине………………..
2.2 Нанотехнологии в военном деле………………………………
2.3 Нанотехнологии в промышленности……………………...
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………
ВВЕДЕНИЕ
Термин "нанотехнологии" уже давно закрепился в нашем лексиконе. Как правило используют этот термин в тех случаях, когда работу или принцип действия какого-либо процесса или прибора становится сложно объяснить с помощью общих научных знаний. Нам кажется это очень сложным как в объяснении, так и в реализации и приставка "нано", уже стала синонимом всех масштабных, и не совсем понятных открытий.
На самом же деле нанотехнологии определяются как область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами. Молекулы и атомы являются ключевым звеном нанотехнологий. Именно из-за них данные технологии и получили приставку "нано", которая близко определяет величину атомов и молекул.
ГЛАВА 1. ПОНЯТИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
1.1 Определение нанотехнологий. История развития.
Область науки и техники, именуемая нанотехнологией, соответствующая терминология, появились сравнительно недавно.
1905 год. Швейцарский физик Альберт Эйнштейн опубликовал работу, в которой доказывал, что размер молекулы сахара составляет примерно 1 нанометр. 1931 год. Немецкие физики Макс Кнолл и Эрнст Руска создали электронный микроскоп, который впервые позволил исследовать нанообъекты. 1959 год. Американский физик Ричард Фейнман впервые прочел лекцию на годичном собрании Американского физического общества, которая называлась "Полно игрушек на полу комнаты". Он обратил внимание на проблемы миниатюризации, которая в то время была актуальна и в физической электронике, и в машиностроении, и в информатике. Эта работа считается некоторыми основополагающей в нанотехнологии, но некоторые пункты этой лекции противоречат физическим законам.1968 год. Альфред Чо и Джон Артур, сотрудники научного подразделения американской компании Bell, разработали теоретические основы нанотехнологии при обработке поверхностей.1974 год. Японский физик Норио Танигучи на международной конференции по промышленному производству в Токио ввел в научный оборот слово "нанотехнологии". Танигучи использовал это слово для описания сверхтонкой обработки материалов с нанометровой точностью, предложил называть ним механизмы, размером менее одного микрона. При этом были рассмотрены не только механическая, но и ультразвуковая обработка, а также пучки различного рода (электронные, ионные и т.п.).1982 год. Германские физики Герд Бинниг и Генрих Рорер создали специальный микроскоп для изучения объектов наномира. Ему дали обозначение СЗМ (Сканирующий зондовый микроскоп). Это открытие имело огромное значение для развития нанотехнологий, так как это был первый микроскоп, способный показывать отдельные атомы (СЗМ).1985 год. Американский физики Роберт Керл, Хэрольд Крото и Ричард Смэйли создали технологию, позволяющую точно измерять предметы, диаметром в один нанометр.1986 год. Нанотехнология стала известна широкой публике. Американский футуролог Эрк Дрекслер, пионер молекулярной нанотехнологии, опубликовал книгу "Двигатели созидания", в которой предсказывал, что нанотехнология в скором времени начнет активно развиваться, постулировал возможность использовать наноразмерные молекулы для синтеза больших молекул, но при этом глубоко отразил все технические проблемы, стоящие сейчас перед нанотехнологией. Чтение этой работы необходимо для ясного понимания того, что могут делать наномашины, как они будут работать и как их построить. 1989 год. Дональд Эйглер, сотрудник компании IBM, выложил название своей фирмы атомами ксенона.1998 год. Голландский физик Сеез Деккер создал транзистор на основе нанотехнологий.1999 год. Американские физики Джеймс Тур и Марк Рид определили, что отдельная молекула способна вести себя так же, как молекулярные цепочки.2000 год. Администрация США поддержала создание Национальной Инициативы в Области Нанотехнологии. Нанотехнологические исследования получили государственное финансирование. Тогда из федерального бюджета было выделено $500 млн.2001 год. Марк Ратнер считает, что нанотехнологии стали частью жизни человечества именно в 2001 году. Тогда произошли два знаковых события: влиятельный научный журнал Science назвал нанотехнологии - "прорывом года", а влиятельный бизнес-журнал Forbes - "новой многообещающей идеей". Ныне по отношению к нанотехнологиям периодически употребляют выражение "новая промышленная революция".
1.2 Нанокристаллические материалы
Физики, занимающиеся проблемами создания и изучения свойств новых материалов, почти всегда имели дело с макроскопическими объемами веществ, содержащими 1021-1025 атомов. Многочисленные значения физических свойств (электрических, упругих, магнитных, тепловых и т.д.) получены в результате изучения достаточно массивных образцов. Однако стремление к микроминиатюризации, например при создании высокоплотных носителей информации, требует ответа на вопрос: останутся ли неизменными физические характеристики, если объем вещества сократится до значений 105 атомов и менее? Как изменятся свойства материала, если он будет состоять из кристалликов размером 1-15 нм и прослоек между ними, называемых межзеренными границами?Некоторые изменения свойств можно предсказать, поскольку уменьшение размера приводит к увеличению доли атомов, образующих поверхность кристаллика, и, следовательно, к возрастанию поверхностной энергии, которая может оказывать существенное влияние на многие физические характеристики. Другие возможные изменения не совсем очевидны и требуют новых исследований. По сути дела, надо проследить за изменениями физических свойств при переходе структуры вещества к нанометровым размерам. При изучении этого вопроса в первую очередь было обращено внимание на металлы и сплавы, в которых можно создать структуру, состоящую из кристаллических зерен размером не больше 1-15 нм. Материалы с такой структурой называют нанокристаллическими материалами (НКМ).Для получения нанокристаллической структуры наиболее часто используются модифицированные методы осаждения материалов из газовой среды. В этом случае материал испаряется в атмосфере инертного газа (гелия или аргона) при давлении 130-1000 Па. Для испарения материала используется ионно-плазменные, электронно-лучевые или лазерные потоки энергии. В результате взаимодействия с атомами инертного газа атомы испаряемого вещества теряют кинетическую энергию и конденсируются в виде малых кристалликов, которые затем осаждаются на подложках. Затем инертный газ откачивается, а слой микрокристалликов, осажденных на подложке, собирается и компактируется под давлением 2 ГПа. Приготовленные таким образом образцы НКМ представляют собой диски диаметром 8-10 мм, толщиной 0,1-1 мм с плотностью от 70 до 98% от плотности кристаллического состояния. Основной недостаток приготовленных по такой методике НКМ - большая пористость, которая затрудняет изучение многих физических свойств.
Для получения беспористых НКМ более приемлема ионно-плазменная конденсация материала на подложке с регулируемой температурой. Такой способ обеспечивает получение материала с нанокристаллической структурой в виде фольги толщиной от 1 до 100 мкм с плотностью, равной плотности исходного распыляемого материала.
В последнее время НКМ стали получать путем управляемой рекристаллизации из аморфного состояния. К сожалению, у большинства аморфных сплавов скорость кристаллизации настолько велика (она близка к скорости звука в материале), что практически за тысячные доли секунды вырастают довольно крупные зерна. Для управления процессом зарождения и роста кристалликов в состав аморфного сплава, предназначенного для получения нанокристаллического состояния, вводят медь и ниобий в количестве 1-3 ат. %. В этом случае при рекристаллизации из аморфного состояния атомы меди являются центрами кристаллизации, а атомы ниобия затрудняют рост кристалликов. Тогда отжиг в течение нескольких минут при температуре кристаллизации приводит к формированию мелкокристаллической структуры сплава.Нанокристаллические материалы - это одно- или многофазные поликристаллы с размером зерна от 1 до 15 нм. В таких материалах от 2 до 50% объема приходится на межзеренные или межфазные границы. Многие ученые считают, что структурное состояние атомов, составляющих межзеренные или межфазные границы, отличается от структурного расположения атомов не только в кристаллах, но и в аморфных твердых телах. Разупорядоченная структура границ зерен или межфазных границ в НКМ может быть подобна газообразному беспорядку расположения атомов в пространстве. Атомы химически идентичны. С помощью мессбауэровской спектроскопии нанокристаллического железа было показано, что НКМ может быть разделен на две структурные компоненты: кристаллическую, которая включает в себя атомы, расположенные внутри кристаллитов, и межкристаллитную, образуемую из всех атомов, расположенных в границе. Расположение в пространстве граничных атомов отличается от расположения решеточных атомов. В кристаллах имеется дальний порядок расположения атомов. Атомная структура границ не является простой и зависит от многих параметров, в первую очередь от ориентировки двух соседних кристаллов. Поскольку кристаллиты, формирующие нанокристаллический материал, ориентированы случайно, то таких границ, имеющих различное строение, может быть порядка 1019 в 1 см3. Следовательно, межкристаллитная компонента представляет собой огромную сумму различных положений атомов в пространстве, задаваемых различно ориентированными кристалликами. Хаотичное расположение атомов в границе - характерная черта нанокристаллических материалов.Экспериментальные результаты по изучению механических свойств показали, что предел прочности и микротвердости нанокристаллического палладия, меди и серебра значительно выше, чем в соответствующих крупнозернистых аналогах. Почему возрастает прочность при уменьшении размеров зерна? Экспериментально показано, что в нанометровых кристалликах отсутствуют дислокации, которые являются факторами разупрочнения в крупнозернистых поликристаллах. Поэтому можно считать, что нанометровые размеры зерна являются основным источником прочности НКМ. Кроме того, большой объем межкристаллитной фазы с атомным беспорядком должен приводить к уменьшению прочностных характеристик. Суммарное же действие этих двух факторов приводит к росту предела прочности в 2-2,5 раза. Если удастся наладить промышленные технологии получения НКМ, то их применение должно привести к существенной экономии многих конструкционных изделий из металлов и сплавов.
ГЛАВА 2. ПРИМЕНЕНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
2.1 Нанотехнологии в медицине
Человечество всегда стремилось к прогрессу и с древних времён искало способы лечить болезни и продлевать жизнь. Люди пытались излечивать болезни разными способами - если в XX веке умели решать проблемы на клеточном уровне, то в наше время уже научились решать их на атомном и молекулярном. Учитывая это, в XXI веке особенно активно стали проводиться исследования по применению нанотехнологий в медицине.Наномедицина —это медицинское применение молекулярной нанотехнологии – все еще развивающейся науки, посвященной созданию микроскопических биомеханических устройств, таких как наномашины и нанороботы. Эти устройства настолько малы, что они измеряются в нанометрах или одной миллиардной части метра.Классик в области нанотехнологических разработок и предсказаний Эрик Дрекслер в своих фундаментальных работах описал основные методы лечения и диагностики на основе нанотехнологий. Нанонаука – изучение поведения материалов в очень малых масштабах (Нано- уровень, 10-9 м). Нанометр – одна милионная от миллиметра. Один миллиметр – самое малое видимое измерение, видимое на расстоянии в 30 сантиметров. Нанонаука работает в масштабе в тысячи раз меньше, чем то, что можно разглядеть, например, с помощью оптического микроскопа. Это не просто наука, это метапредметная наука, которая включает в себя биологию, физику, химию, материаловедение, медицину, инженерию и многое другое.Нанотехнологии – это производство и разработка материалов, устройств и различных структур путём применения и понимания того, как материалы ведут себя на наноуровне. В настоящее время нанотехнологии широко применяются в отрасли ИКТ (информационно – коммуникационных технологий) при производстве небольших интегральных схем (компьютерных «чипов») и более эффективных механизмов хранения данных. Он также используется в медицинской отрасли, для того чтобы создавать «маленькие» продукты. На рынке представлено очень много коммерческих примеров использования нанотехнологий, и столько же исследований ведётся с перспективой использования в будущем. Нанотехнологии, несомненно, окажут влияние на каждую отрасль науки в будущем.На практике, слова «Нанонаука» и «Нанотехнологии» используются как взаимозаменяемые. Ключевой проблемой достижения этих поразительных результатов является создание машин ремонта клеток, прототипами которых являются нанороботы, называемые также ассемблерами или репликаторами. Практически все заболевания, травмы и повреждения тела можно проследить до клеточного уровня. Нынешняя медицинская технология не предоставляет медикаментов для лечения избирательных клеток или «редактирования» болезни из генетического кода. Вместо этого используются сравнительно грубые инструменты, которые сами могут повреждать организм.Хирургия, как спасение жизней, также является инвазивным процессом, который вызывает значительный стресс. Во многих случаях лечение включает удаление целых сегментов тела, оставляя больного со шрамами или с неспособностью рожать детей, и все это влияет на качество жизни. Если орган разрушен, пациент вносится в списки ожидания доноров.Проведение медицинской диагностики заболеваний путем непосредственного наблюдения за молекулярными системами позволяет снизить ограничения традиционных методик, связанные с низкой чувствительностью и производительностью.Внедрение нанотехнологических подходов в практику медицинской диагностики позволяет обеспечить следующие практические результаты: повышение чувствительности и экспрессности анализа позволяет осуществлять раннюю диагностику заболеваний, что уже в ближайшее время может быть использовано для обнаружения онкологических, эндокринных и сердечно-сосудистых заболеваний, вирусных и бактериальных инфекций;повышение производительности позволяет проводить комплексное обследование по набору диагностических критериев, что может быть использовано для индивидуализированного подхода к лечению и профилактике. С учетом существующего в России задела в период 3—5 лет будут интенсивно развиваться, сертифицироваться и внедрятся в практику методики медицинской нанодиагностики онкологических заболеваний, вирусных гепатитов, ВИЧ-инфекций, методы оценки лекарственной устойчивости бактериальных возбудителей (в том числе туберкулеза), системы фармакологического мониторинга для оценки индивидуальной переносимости лекарств. Нанотехнологии – это производство и разработка материалов, устройств и различных структур путём применения и понимания того, как материалы ведут себя на наноуровне. В настоящее время нанотехнологии широко применяются в отрасли ИКТ (информационно – коммуникационных технологий) при производстве небольших интегральных схем (компьютерных «чипов») и более эффективных механизмов хранения данных. Он также используется в медицинской отрасли, для того чтобы создавать «маленькие» продукты. На рынке представлено очень много коммерческих примеров использования нанотехнологий, и столько же исследований ведётся с перспективой использования в будущем. Нанотехнологии, несомненно, окажут влияние на каждую отрасль науки в будущем. Системы адресной доставки лекарств Направленный транспорт лекарств в очаг развития патологического процесса позволяет добиться повышения эффективности уже существующей лекарственной терапии. Мировой объем продаж лекарств с модифицированной системой доставки в настоящее время составляет 20% от общего объема рынка фармпрепаратов. В России разработки систем адресной доставки ведутся по двум направлениям: пассивный направленный транспорт (облегченное проникновение естественных барьеров) и специфическая доставка («узнавание» патологической ткани), что отвечает мировому уровню развития исследований в этой области. Практические результаты уже в ближайшее время могут быть достигнуты в области использования фосфолипидных частиц, липосом и фуллеренов в качестве контейнеров для доставки препаратов (в том числе вакцин). В долгосрочной перспективе существующий в России научный задел позволяет довести до коммерческих прототипов специфические системы доставки на основе антител или аптамеров, способных избирательно связываться с патологически измененными клетками. Выполнение программы в части разработки систем адресной доставки лекарств позволит предложить новые терапевтические средства для лечения онкологических заболеваний, осложнений при трансплантации органов и тканей, гепатитов различной этиологии. Биосовместимые наноматериалы
Особые свойства наноматериалов могут быть использованы для выращивания искусственных органов и тканей. За рубежом разработана методика восстановления хрящевой ткани, которая имела механические и биохимические свойства, близкие к естественному хрящу. В России научно-практический задел по направлению сделан в области использования наноматериалов для восстановления механических свойств зубной эмали. Ведутся разработки и в области разработки технологии обработки поверхностей методом нанонапыления с целью придания им антибактериальных свойств.Дальнейшие перспективы развития включают комплекс согласованных опытно-конструкторских разработок, направленных на достижение практических результатов по двум направлениям: разработка способов улучшения эксплуатационных характеристик сертифицированных биоматериалов (как для нужд эндопротезирования и имплантации, так и для нужд медицинской технической промышленности) и разработка материалов с принципиально новыми качествами. Слово «нано» происходит от греческого «nanos», что означает карлик. Это префикс, используемый для описания одной миллиардной чего-либо (1/1.000.000.000 или 10-9 м) Нанометр – одна миллионная миллиметра.
• Человеческие волосы имеют ширину около 50.000-100.000 нанометров. Ученые в данный момент работают в масштабах от 1 до 100 нанометров. Один нанометр состоит из одной молекулы или длиной в 3-10 атома (в зависимости от атома!)
• Эритроцит имеет ширину около 10.00 нанометров
• ДНК имеет ширину всего в 2 нанометра
2.2 Применение нанотехнологий в военном деле
Прогресс не стоит на месте и с каждым десятилетием общество получает новую волну технического прогресса. Одно из главных на сегодняшний день направлений прогресса - это нанотехнологии. В широком смысле нанотехнологии в производстве используют два подхода: нисходящий – то есть подход миниатюризации. Основной метод, который используется в электронной промышленности, для того чтобы сделать компьютеры мощнее и меньше. Подход заключается в создании чего-то большого и затем «шлифовки» материала (аналогия со скульптурой). В нанотехнологиях, как пример этого, является нанесение рисунка (с использованием фотолитографии) и «вытравливание» материала для построения интегральных схем (компьютерные чипы). Более подробно мы обсудим это в модуле «Нано и ИКТ». Восходящий эффект – создание чего-либо с помощью маленьких деталей (например как дом, или автомобильный двигатель). Ученые работают над более глубоким пониманием самосборки атомов и молекул, которая происходит естественным образом в химических и биологических системах. Они проявляются везде: в медицине в досуге (телевидение информационные носители) и т.д. Сейчас мы рассмотрим применение нанотехнологий в военном деле. Развитию военного комплекса в нашей стране всегда уделялось огромное внимание. Нанотехнология – наука которая способна изменить структуру предметов путем изменения их молекулярного строения. Углерод – один из главных составляющих всего живого – является главным рабочим материалом для ученых работающих с наноматериалами. Кубок Ликурга, изготовленный римлянами, датируется четвертым веком нашей эры. Одной из особенностью данной чашки является ее цвет. При взгляде в отраженном свете (дневной свет) он выглядит зелёным. Когда свет попадает непосредственно в чашку и проходит через стекло, он становится красным. Первыми нанотехнологиями были как-раз средневековыми ремесленниками. Они знали, что добавляя мизерные количества серебра и золота в стекло, можно добиться разнообразных цветовых эффектов, которые будут отражаться под действием света.Крупные частицы оксида цинка кажутся белыми, в то время как на Наноуровне они прозрачны. Это свойство используется в новых прозрачных солнцезащитных кремах.Скорость химических реакций изменяется по мере того, как меняется размер частицы. Цель дальнейших экспериментов, изложенных в данном модуле, как раз продемонстрировать различные скорости реакций, вызванные размером частиц. Другой стороной нанотехнологии является создание образцов приборов устройств или их элементов крайне малых размеров размер одной наночастицы 10-9 это дает возможность создавать маленькие самолеты разведчики приборы связи и наблюдения новые медицинские приборы. Освоение и внедрение нанотехнологий называют третьей научно-технической революцией. Благодаря такому прорыву человек сможет создавать новый мир по своему желанию даже «конструировать» живую материю основанную на саморегуляции. В будущем нанороботы будут способны к самовоспроизведению (невольно вспомнишь писателей-фантастов которые предсказывали выход машин из-под контроля их создателей что грозило уничтожением человечества). Однако все это дело отдаленного будущего.Графен — двумерная аллотропная модификация углерода образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом соединенных посредством spІ связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость графита отделённую от объёмного кристалла Углеродные нанотрубки — протяженные цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров состоящие из одной или нескольких свернутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей (графенов) и обычно заканчивающиеся полусферической головкой.Нанокристаллы - или кристалл (от греч. κρύσταλλος изначально — лёд в дальнейшем — горный хрусталь кристалл) — объект нанотехнологий на микроуровне:наночастицы нанопорошки — объекты у которых три характеристических размера находятся в диапазоне до 100 нм. Идеальный нанокристалл — это трехмерная частица совершенной структуры лишенная всех дефектов строения скорее это математический объект имеющий полную свойственную ему симметрию идеально гладкие грани и т. д.Аэрогель - (от лат. aer — воздух и gelatus — замороженный) — класс материалов представляющих собой гель в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. Такие материалы обладают рекордно низкой плотностью и демонстрируют ряд уникальных свойств: твёрдость прозрачность жаропрочность чрезвычайно низкую теплопроводность.
2.3 Нанотехнологии в промышленности
Графен обладает уникальными свойствами, но как их применять в той или иной области, пока еще вопрос. Сейчас он используется в прототипах для одноэлектронных транзисторов (пропускающих сигнал ровно в один электрон). Считается, что в перспективе двухслойный графен с нанопорами (дыры не в один атом, а побольше) сможет стать идеальным материалом для селективной очистки газов или жидкостей. Для применения графена в механике нам нужны большие площади материала без дефектов, но такое производство крайне сложно технологически. С биологической точки зрения с графеном тоже возникает проблема: попав внутрь организма, он все отравляет. Нанотехнологии становятся всё более широко используемыми, и очень сильно влияют на все аспекты нашей жизни: от одежды, косметики, компьютеров и здравоохранения до футуристических идей, таких как лифты в космос. Изучение поведения и свойств материалов можно манипулировать для того, чтобы сделать более легкие, более плотные структуры и естественно, гораздо меньшего размера. Хотя в медицине графен может использоваться как сенсор «плохих» молекул ДНК (мутирующих, с другим химическим элементом и др.). Для этого к нему прикрепляют два электрода и пропускают через его поры ДНК — на каждую молекулу он реагирует особенным образом. В Европе уже производят сковородки, велосипеды, шлемы и обувные стельки с добавлением графена. Одна финская фирма изготавливает компоненты для машин, в частности для автомобилей Tesla, в которых кнопки, детали приборной панели и экраны сделаны из довольно толстых нанотрубок. Эти товары прочные и легкие. Область нанотехнологий сложна для исследования как с точки зрения экспериментов, так и с позиций численного моделирования. Все фундаментальные вопросы, требующие небольших мощностей компьютеров, уже решены. Сегодня основное ограничение для исследований — это недостаточная мощность суперкомпьютеров.Нанотехнологии, используемые в покрытиях, которые обладают, например, свойствами воды, используется для того, чтобы частицы обладали устойчивостью к огню, царапинам, могли самоочищаться. Либо же водонепроницаемая и грязеотталкивающая одежда, краска, самоочищающиеся окна и т.д.
• Крема для лица, и косметика так же содержат наноматериалы (так же называемые липосомами/наносомы), которые помогают удерживать влагу и доставлять вещества, которых не хватает клеткам.
• Нанотехнологии применяются в «миниатюризации» компьютеров и прочей электроники и в более мощных и и эффективных методах хранения данных.
• Нанотехнологии применяются в развитии более быстрых и более чувствительных медицинских приборах для изучения состояния организма.
• Солнцезащитные крема используют наночастицы оксида, цинка или диоксида титана для поглощения вредного ультрафиолета от солнечных лучей, делая солнцезащитные крема «невидимыми». Макро-частицы же не прозрачные.
• Нанотехнологии помогают сохранять окружающую среду – достижения в нанонауке производят более эффективные солнечные элементы (пр. батареи), материалы, устройства, которые требуют более низких эксплуатационных энергий. В некоторых странах нанотехнологии используются для очистки воды.
Заключение
Таким образом можно сделать вывод, что название нанотехнологии получили из-за соответствующих размеров изучаемых и используемых частиц. Несмотря на столь маленькие размеры атомов и молекул нанотехнологии имеют огромное значение в нашей жизни уже на данном этапе развития, не говоря уже о будущем. Развитие нанотехнологий является предметом для гонки научного развития стран, а также помогает найти ответы на вопросы, которые уже давно интересуют человечество. Помимо всего вышеперечисленного нанотехнологии оказывают большое влияние на продолжительность жизни, промышленность и военное дело, что тоже является огромной частью нашей жизни. Нанотехнологии очень нужны и полезны человечеству,
Литература
Национальная образовательная инициатива «Наша новая школа» утв. Президентом РФ Пр-271, 04 февраля 2010 г.
Примерные программы среднего (полного) общего образования (проект) // под ред. В.Г. Разумовского // Физика в школе. 2010. № 3. С.3.
Алфимова М.М. Занимательные нанотехнологии. М.: Бином, 2011. 96 с.
Анциферова И.В. Источники поступления наночастиц и их влияние на окружающую среду и человека // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2012. - №7. С. 5-10.
Байтимирова А.Т. Характеристика процесса развития профессионального интереса учащихся гимназии // Современная высшая школа: инновационный аспект. - 2013. - №1. С. 76-80.
Балабанов В. И. Нанотехнологии. Наука будущего. М.:Эксмо, 2009. 256 с.
Волкова С.А., Федоткина З.А. Разработка содержания химического образования в области нанотехнологий // Актуальные проблемы химического и экологического образования: сборник научных трудов 62 Всероссийской научно-практической конференции химиков с международным участием. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2015. С. 38-41.
Герасименко H. H., Пархоменко Ю. H. Кремний — материал наноэлектроники. — M.: Техносфера, 2007. — С. 229.
Головин Ю.И. Наномир без формул. — М.: Бином, 2012. — 543 с.
Гудилин Е.А. и др. Богатство наномира. Фоторепортаж из глубин вещества. — М.: Бином, 2009. — 176 с.
Деффейс К., Деффейс С. Удивительные наноструктуры / пер. с англ. М.: Бином, 2011. 206 с.
Дрекслер Э., Мински М. Машины создания: Грядущая эра нанотехнологии. 2-е изд.— 2007.
Жоаким К., Плевер Л. Нанонауки. Невидимая революция. М.: КоЛибри, 2009.
Зайцева О.П., Моисеева Л.В. Пропедевтика нанотехнологий в школе с использованием метода проектов // Педагогическое образование в России. -2012. - №1. С. 33-36.
Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию / Пер. с японск. - М.: БИНОМ, 2008.
Латухина Н.В., Спирина О.К. Введение в нанотехнологии: элективный курс для учащихся средней школы // Математическая физика и нанотехнологии: материалы и доклады Международной методологической школы- конференции. - Сер. «Современные проблемы математической физики». - 2010. - №1. С. 60-63.
Малинецкий Г. Г. Нанотехнологии. От алхимии к химии и дальше// Интеграл. 2007, № 5, с.4-5.
Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н. Н. Физика 10. М.: Просвещение, 2004. 309 с.
Нанотехнологии. Азбука для всех / под ред. Ю.Д. Третьякова. - М.: Физматлит, 2010.
Никифоров В.Н. Медицинские применения магнитных наночастиц // Известия Академии инженерных наук. - 2013. - №1. С. 23-34.
Проблемы современной нанотехнологии: учебно-метод. пособие / сост. Н.В. Губина, И.Б. Морзунова, Е.Н. Тихонова. - М.: Дрофа, 2010. - 270 с.
Разумовская И.В. Программа элективного курса «Нанотехнология». Программы элективных курсов: Физика. М.: Дрофа, 2006.
Разумовская И.В. Социальная значимость изучения основ нанотехнологии в общеобразовательной школе // Молодой ученый. - 2015. - 14.1. С. 22-27.
Разумовская, И.В. Нанотехнология. 11 кл.: учеб. пособие / И. В. Разумовская. - М.: Дрофа, 2009. - 222, [2] с. - (Элективные курсы).
Ратнер М., Ратнер Д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи. — М.: «Вильямс», 2006. — 240 с.
Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Большое в малом. — www.nanonewsnet.ru.
Седов Е. А. Мир электроники. — М.: Молодая гвардия, 1990. — С. 97.
Семенов, Ю.В. Вопросы нанотехнологии в естественнонаучном образовании / Ю.В. Семенов, И.Г. Бадьина // Образование в Кировской области. - Киров, КИПК и ПРО, 2011. - № 1.
Семенов, Ю.В. Исследование электромагнитного воздействия и квантового излучения на наноразмерные объекты / Ю.В. Семенов, Т.В. Скулкина [и др.] // Экология родного края: проблемы и пути их решения: материалы Всеросс. науч.-практ. конференции молодежи. 26-27 апреля 2011 г. - Киров: ООО Лобань, 2011. -С. 232-236.
Семенов, Ю.В. К вопросу об изучении основ нанотехнологии в процессе естественнонаучного образования / Ю.В. Семенов // Образование в Кировской области. - Киров: КИПК и ПРО, 2011. - № 1.
Семенов, Ю.В. Методическая подготовка учителей в области основ нанотехнологии / Ю.В. Семенов // Вестник Вятского государственного гуманитарного университета. - Киров, ВятГГУ, 2010. - № 3(3). - С.57.
Уильямс Л., Адамс У. Нанотехнологии без тайн. - М.: Эксмо, 2010. - 368 с.
Фундаментальное ядро содержания общего образования / под ред. В.В. Козлова, А.М. Кондакова. - М.: Просвещение, 2010, С.5.
Хартманн У. Очарование нанотехнологии / пер. с нем. – 2-е изд.. — М.: Бином, 2010. — 173 с.
Чувелева Е.В., Козлова А.В. Нанотехнологии в учебном процессе. - М.: Центр Педагогический поиск, 2011. - 128 с.
Энциклопедия инвестора. 2013. - http://forexaw.com/
Эрлих Г. Малые объекты – большие идеи. Широкий взгляд на нанотехнологии. — М.: Бином, 2011. — 254 с.
|
|
|
Скачать 27.93 Kb.