Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Челябинский колледж индустриальных технологий «Профи» имени Я. П. Осадчего» Секреты нанотехноллогий
Выполнил: Кутиков Никита, студент 26 группы Руководитель: Головчанская О.С .
Объект исследования – нанотехнологии. Предмет исследования – секреты нанотехнологий. Гипотеза: нанотехнологии используется во всех сферах, давая новые возможности и помогая решать самые сложные задачи .
Актуальность
- Актуальность нанотехнологий в современном мире обусловлены их потенциалом для развития различных областей, таких как медицина, геронтология, промышленность, сельское хозяйство, биология, экология, освоение космоса, кибернетика и создание комфортной среды обитания. в недалеком будущем нанотехнология может стать одной из ведущих отраслей современной науки. Некоторые рассматривают ее как панацею от всех бед, другие грозят бедами при неосторожном ее использовании. Тем не менее, нанотехнологии - это уже настоящее. Остается только надеяться, что люди разумно распорядятся ее потенциалом и направят ее энергию на благо человечества .
Цель: изучение секретов нанотехнологий . Задачи: 1. Проанализировать литературные и интернет источники по теме 2.Изучить историю появления нанотехнологий 3.Изучить основные задачи нанотехнологий 4.Описать пользу и вред нанотехнологий 5.Оформить буклет по данной теме 6.Сделать выводы по работе
Основные понятия
Нанотехнологии — это направление науки, специализирующееся на разработке и применении объектов, размер которых составляет от единиц до нескольких сотен нанометров (1 нанометр — это одна миллиардная доля метра).
В таких масштабах вещества могут приобретать свойства, отличные от характеристик на других уровнях (например, на атомном, молекулярном или макро-масштабе).Современные наноматериалы позволяют создавать сложные электронные устройства нового поколения, которые могут применяться при производстве мощных компьютеров, медицинской диагностике, высокоскоростной передаче данных и др. Термин «нанотехнология» ввёл в 1974 году профессор‑материаловед из Токийского университета Норио Танигучи.
Практический аспект нанотехнологий включает в себя производство устройств и их компонентов, необходимых для создания, обработки и манипуляции атомами, молекулами и наночастицами . Подразумевается, что не обязательно объект должен обладать хоть одним линейным размером менее 100 нм — это могут быть макрообъекты, атомарная структура которых контролируемо создаётся с разрешением на уровне отдельных атомов, либо же содержащие в себе нанообъекты. В более широком смысле этот термин охватывает также методы диагностики, характерологии и исследований таких объектов.
Теоретическая часть
- Нанонаука основана на изучении, создании и модифицировании объектов, которые включают компоненты размерами менее 100 нм хотя бы в одном измерении в результате получают принципиально новые качества. Эта отрасль знаний относительно молода и насчитывает не более столетия. Первыми учеными, использовавшим измерения в нанометрах, принято считать швейцарского физика Альберта Эйнштейна, который в 1905 году опубликовал работу, в которой доказывалось, что размер молекулы сахара составляет примерно 1 нанометр (10-9 м). Идею же создания специальных приборов, способных проникнуть в глубину материи до границ наномира, выдвинул выдающийся американский инженер-электрик и изобретатель, физик, философ сербского происхождения Никола Тесла. Именно он предсказал создание электронного микроскопа. Впервые теоретические исследования, положившие начало разработке инструментального обеспечения будущих нанотехнологий, — это труды физика-теоретика российского происхождения Георгия Антоновича Гамова. Он впервые, еще в 20-е годы XX века, произвел решения уравнений Эрвина Шредингера. Уникальное свойство, характерное для квантовых частиц, в том числе и электронов, заключается в их способности проникать через преграду, даже когда их энергия ниже потенциального барьера, соответствующего данной преграде. Электрон, встретив на пути преграду, для прохождения которой требуется больше энергии, чем есть у него, не отразится от нее, а с потерей энергии (как волна) преодолеет эту преграду.
Практическая часть
- Нанотехнологии рассмотрены в различных сферах человечества:
- Медицина : Наномедицина — слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя разработанные нано устройства и наноструктуры. (Р. Фрейтас). Наномедицина подразумевает применение достижений нанотехнологии при лечении и омоложении человека, включая достижение физического бессмертия.
- Быт : Лейкопластырь: кусочек лейкопластыря, которым мы заклеиваем порез, имеет нано слой серебра, помогающий быстрее залечивать рану. Это потому, что серебро имеет антибактериальные свойства, которые действуют лучше с повышением площади поверхности, что обеспечивается наночастицами.
- Пищевая промышленность : Нанотехнологии также могут предоставить пищевикам уникальные возможности по контролю качества и безопасности продуктов в процессе производства. Речь идёт о диагностике с применением различных нано сенсоров, способных быстро и надёжно выявлять в продуктах наличие загрязнений или неблагоприятных агентов. Еще одно невспаханное поле нанотехнологии – это разработка методов транспортировки и хранения продуктов, ведь упаковка не менее важный фактор современной пищевой продукции, чем её содержание.
Практическая часть
- Польза и вред нанотехнологий:
- Польза - Нанотехнологии помогут создать новое поколение лекарств. Многие неизлечимые болезни будут побеждены.
- На основе нанотехнологий будут созданы новые образцы вооружений, новые системы защиты, что улучшит обороноспособность страны.
- Благодаря развитию нанотехнологий произойдет революция в компьютерных технологиях.
- Нанотехнологии позволят решить энергетические проблемы, их внедрение позволит более эффективно использовать традиционные и откроет путь к новым источникам энергии.
- Вред - Нанотехнологии станут причиной новых болезней, от которых не спасут даже новые "нанолекарства".
- Новое вооружение на основе нанотехнологий может попасть в руки террористов, что приведет к хаосу и войне.
- Разработка наносенсоров, нанодатчиков и прочих систем отображения и передачи информации в итоге поставит крест на неприкосновенности частной жизни.
- Развитие индустрии производства наноматериалов приведет к еще более серьезному загрязнению окружающей среды.
- Некоторые ученые опасаются, что рано или поздно наступит век механизации, и роботы захватят мир .
Программный продукт
Заключение
- Воздействие нанотехнологий на жизнь обещает иметь всеобщий характер, вследствие чего изменится экономика и будут затронуты все стороны быта, работы, социальных отношений. Использование инновационных материалов XXI века позволит воплощать в реальность самые немыслимые проекты. С помощью нанотехнологий мы сможем экономить время, получать больше благ за меньшую цену, постоянно повышать уровень и качество жизни. Когда учёные смогут ещё точнее управлять химическими и физическими свойствами наночастиц, миру откроются самые невероятные чудеса, которые придут в каждый дом!
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Челябинский колледж индустриальных технологий «Профи» имени Я. П. Осадчего» Секреты нанотехноллогий
Выполнил: Кутиков Никита, студент 26 группы Руководитель: Головчанская О.С .
