Нанотехнологiї
Реферат
Н
План
1. Нанотехнологiї – революцiя майбутнього............................................ 3
4. Аналiз нинiшнього рiвня розвитку нанотехнологiй.......................... 9
Висновок................................................................................................... 11
Список лiтератури.................................................................................... 13
1. Н
анотехнологiї – революцiя майбутнього
Нанотехнологiї — це технологiї, що оперують величинами, порядку нанометра. Це мiзерно мала величина, спiвмiрна з розмiрами атомiв. На частку США нинi припадає близько третини всiх свiтових iнвестицiй у нанотехнологiї. Іншi провiднi гравцi на цьому полi — Європейський Союз (приблизно 15%) i Японiя (20%). Дослiдження в цiй сферi активно ведуться також у країнах колишнього СССР, Австралiї, Канадi, Китаї, Пiвденнiй Кореї, Ізраїлю, Сiнгапуру i Тайваню. Якщо в 2000 роцi сумарнi витрати країн свiту на подiбнi дослiдження становили близько 800 млн. доларiв, то в 2001 роцi вони збiльшилися вдвiчi. За прогнозами Нацiональної Інiцiативи в галузi нанотехнологiї США (National Nanotechnology Initiative), розвиток нанотехнологiй через 10—15 рокiв дозволить створити нову галузь економiки з обiгом у 15 млрд. доларiв i близько 2 млн. робочих мiсць.
Ряд нанотехнологiй використовується на практицi — примiром, при виготовленнi цифрових вiдеодискiв (DVD). В галузi медицини можливе створення роботiв-лiкарiв, здатних “жити” всерединi людського органiзму, усуваючи всi виникаючi ушкодження, або запобiгаючи їх виникненню. Теоретично нанотехнологiї здатнi забезпечити людинi фiзичне безсмертя, за рахунок того, що наномедицина зможе нескiнченно регенерувати клiтини, що вiдмирають. За прогнозами журналу Scientific American вже в найближчому майбутньому з’являться медичнi пристрої, розмiром з поштову марку. Їх досить буде накласти на рану i цей пристрiй самостiйно проведе аналiз кровi, визначить, якi медикаменти необхiдно використовувати i впорсне їх у кров.
революцiю в сiльському господарствi. Молекулярнi роботи здатнi будуть готувати їжу, замiнивши сiльськогосподарськi рослини i тварин. Примiром, теоретично можливо виробляти молоко безпосередньо з трави, минаючи промiжну ланку — корову. Нанотехнологiї здатнi також стабiлiзувати екологiю планети. Новi види промисловостi функцiонуватимуть без вiдходiв, що отруюють планету, а нанороботи зможуть знищувати наслiдки старих забруднень. Неймовiрнi перспективи вiдкриваються також у галузi iнформацiйних технологiй. Нанороботи здатнi втiлити в життя мрiю фантастiв про колонiзацiю iнших планет — цi пристрої зможуть створити на них середовище, придатне для життя людини.
Нанотехнологiї мають блискуче вiйськове майбутнє. Мiлiтарнi дослiдження у свiтi проводяться в шести основних сферах: технологiї створення i протидiї “невидимостi” (лiтаки-невидимки, створенi на основi технологiї stealth), енергетичнi ресурси, самовiдновлюючi системи (вони, наприклад, дозволяють автоматично ремонтувати пошкоджену поверхню панцерника або лiтака), зв’язок, а також пристрої виявлення хiмiчних i бiологiчних забруднень. На вiйськовi нанодослiдження в 2003 роцi США планують витратити 201 млн. доларiв. Передбачається, що 2008 року будуть представленi першi бойовi наномеханiзми.
Виробники вже одержують першi замовлення на нанопристрої. Вiйськове вiдомство США замовило компанiї Friction Free Technologies розробити армiйську форму майбутнього. Компанiя, примiром, повинна виготовити шкарпетки з використанням нанотехнологiй, якi лiквiдовуватимуть запах поту, але зберiгатимуть ноги в теплi, а шкарпетки в сухостi. Щоправда невiдомо, чи потрiбно буде прати такi шкарпетки, пише Washington ProFile.
прямо з трави, минувши промiжну ланку — корову. Нанотехнологiї здатнi також стабiлiзувати екологiчну обстановку. Новi види промисловостi не вироблятимуть вiдходiв, що отруюють планету, а нанороботи зможуть знищувати наслiдки старих забруднень.
Особливi надiї на нанотехнологiї покладають фахiвцi у областi електронiки i iнформацiйних технологiй. У 1965 роцi було можливим умiстити на одному чипi лише 30 транзисторiв. У 1971 роцi — 2 тис. Нинi один чiп мiстить близько 40 млн. транзисторiв величиною 130—180 нанометрiв, i з'явилися повiдомлення, що вдалося створити транзистор розмiром в 90 нанометрiв. Цей процес зробив складну електронну i комп'ютерну технiку доступним для бiльшостi споживачiв: у 1968 роцi один транзистор коштував у США $1, нинi за цi грошi можливо придбати 50 млн. транзисторiв.
18 мiсяцiв. На протязi декiлькох десятирiч цей прогноз доводив свою точнiсть. Нинi виробники комп'ютерних чiпiв зiштовхнулись iз складностями мiнiатюризацiї: аби дiлом пiдтверджувати «Закон Мура», потрiбно, щоб транзистор був величиною не бiльше 9 нанометрiв. За прогнозом Мiжнародного Консорцiуму Напiвпровiдникових Компанiй, цей рiвень розвитку технологiї буде досягнуто до 2016 року.
Батьком нанотехнологiї можна вважати грецького фiлософа Демокрiта. Близько 400 р. до н. е. вiн уперше для опису найменшої частки речовини почав використовувати слово “атом”, що в перекладi з грецької означає “неподiльний”.
1905 рiк. Швейцарський фiзик Альберт Айнштайн опублiкував працю, в якiй доводив, що величина молекули цукру становить приблизно 1 нанометр.
1931 рiк. Нiмецькi фiзики Макс Кнолл i Ернст Руска створили електронний мiкроскоп, що вперше дозволив дослiджувати наноб’єкти.
1959 рiк. Американський фiзик Ричард Фейнман уперше опублiкував працю, у якiй оцiнювалися перспективи мiнiатюризацiї.
1968 рiк. Альфред Чо i Джон Артур, спiвробiтники наукового пiдроздiлу американської компанiї Bell, розробили теоретичнi основи нанотехнологiї при обробцi поверхонь.
1981 рiк. Нiмецькi фiзики Герд Бiннiг i Генрiх Рорер створили мiкроскоп, здатний показувати окремi атоми.
1985 рiк. Американськi фiзики Роберт Керл, Гарольд Крото i Ричард Смайлi створили технологiю, що дозволяє точно вимiрювати предмети, дiаметром в один нанометр.
1986 рiк. Нанотехнологiя стала вiдома широкому загаловi. Американський футуролог Ерк Дрекслер опублiкував книгу, в якiй передбачав, що нанотехнологiя незабаром почне активно розвиватися.
1989 рiк. Дональд Ейглер, спiвробiтник компанiї IBM, виклав назву своєї фiрми атомами ксенону.
1998 рiк. Голландський фiзик Сез Деккер створив транзистор на основi нанотехнологiй.
1999 рiк. Американськi фiзики Джеймс Тур i Марко Рiд визначили, що окрема молекула здатна поводитися так само, як молекулярнi ланцюжки.
2000 рiк. Адмiнiстрацiя США пiдтримала Нацiональну iнiцiативу в галузi нанотехнологiї (National Nanotechnology Initiative). Нанотехнологiчнi дослiдження одержали державне фiнансування. Тодi з федерального бюджету було видiлено 500 млн. доларiв. У 2002 сума асигнувань була збiльшена до 604 млн. доларiв. Цього року в “Інiцiативу” заплановано вкласти 710 млн. доларiв.
3. Позитивнi та негативнi сторони нанотехнологiй
Позитивнi сторони термодинамiки. Спецiалiсти з американський лабораторiй Белла та з нiмецького iнституту колоїдiв Макса Планка розробили своєрiдний „молекулярний м’яз”. Новiтнi технологiї обiцяють подолати новi й поки що невилiковнi хвороби. Передбачається, що наночастинки використовуватимуться для доставки до потрiбних органiв корисних речовин та лiкiв.
За оцiнками експертiв, уже до 2010 року 50% медикаментiв вироблятимуться за допомогою нанотехнологiй.
Нестримно розвиваються науковi iдеї „наноїжi”. Нанотехнологiї надають харчовикам унiкальнi можливостi з тотального монiторингу у реальному часi якостi та безпеки продуктiв.
Вiдвертого удару нанотехнологiї можуть завдати iндустрiї мийних засобiв. Поява нових, стiйких до забруднень та ушкоджень, матерiалiв, зменшить потребу в них.
Нанотехнологiї дозволять надiлити iнтелектом найзвичнiшi предмети побуту.
Люди носитимуть одяг, який змiнює колiр, обмiнюватимуться вiзитiвками з нанесеною на них вiдеорекламою, передаватимуть свої емоцiї за допомогою iмплантатiв, що вiдображають настрiй.
Жiнки милуватимуться собою у комп’ютеризованих дзеркалах, котрi коригуватимуть зображення до iдеального, а на своїх нiгтях матимуть манiкюр iз запрограмованим кольором та вiзерунками.
Свiт майбутнього буде рiзнобарвним, насиченим життям.
Вiн перейде на наступний рiвень, де багато сучасних проблем будуть розв’язанi...
Негативнi сторони: комбiнацiях. Вихiд таких систем з ладу - катастрофа. Самовiдтворюючi роботи в разi програмного збою почнуть продукувати новi й новi органiзми, беручи за матерiал усю доступну бiомасу. Внаслiдок нанохаосу планету вкриє однорiдний шар липких елементiв.
Ще одна шокуюча оцiнка перспектив нанотехнологiй в тому, що використання нанороботiв у медицинi стане початком переходу людини з еволюцiйно-бiологiчної форми Homo Sapiens у технологiчну iстоту, що само розвивається - Nano Sapiens. Розумне життя на Землi завершить свiй еволюцiйний етап i надалi розвиватиметься в наноформi, за законами саморегуляцiї. Можливостi нанороботiв, а також недовершенiсть людського тiла приведуть до його радикальної „перебудови”. Nano Sapiens будуть набагато пристосованiшими до життя. У них не буде статi, статевого розмноження, iнстинктiв. Їм не потрiбнi будуть сьогоднiшнi технiчнi пристосування – частина з них буде iнтегрована в їхнi органiзми. Спiльне у Nano Sapiens i людини лише одне – здатнiсть мислити. У перспективi „людство”, що складається з iндивiдiв Nano Sapiens, iнтегруючись на iнформацiйному рiвнi, зiллється в єдину особистiсть – Megasapiens, „плоть” якої може бути загалом не визначене у просторi.
Також, проблемою є – складнiсть розроблення наноречовин, мається на увазi те, що їхнiй вплив буде залежати бiльш нiж просто вiд хiмiї... одна тiльки мiкроскопiчна величина наночастинок могла б дозволяти їм легше проникати й вражати людськi органи... той факт, що речовини наномасштабу можуть мати надзвичайнi властивостi – властивостi, котрi не узгоджуються iз «прописними» фiзикою та хiмiєю, – може являти собою потенцiйну загрозу
У той час як уряд i промисловiсть вкладають мiльярди у те, щоб швидко наживати капiтал на торговельному потенцiалi нанотехнологiї, виявляти й аналiзувати потенцiйнi загрози видається малоцiкавим, тому дослiдники не впевненi у тому, як безпечно працювати iз новими наноречовинами, нанокомпанiям невiдомо повнiстю, як створювати безпечну продукцiю, i суспiльна довiра до цiєї нової технологiї ризикує бути пiдiрваною
4. Аналiз нинiшнього рiвеня розвитку нанотехнологiй
Консультативна Рада з проблем науки i технологiї при Президентi США (PRESIDENT'S Council of Advisors on Science and Technology) пiдготувала доповiдь, у якiй аналiзується нинiшнiй рiвень розвитку нанотехнологiй в США та в iнших науковиробляючих країнах i оцiнюються перспективи подальшого прогресу в цiй новiтнiй сферi наукових дослiджень та технологiчних розробок. У доповiдi пiдкреслюється, що в даний час Сполученi Штати є свiтовим лiдером у областi нанотехнологiй. На частку США доводиться чверть свiтових iнвестицiй у цю сферу i не менше половини статей по нанотехнологiях, публiкованих в найавторитетнiших професiйних журналах. Америка також лiдирує по кiлькостi патентiв, якi присуджуються за нанотехнологiчнi розробки. В цiлому американськi фахiвцi тримають двi третини таких патентiв, виданих останнiми роками. У одному тiльки 2003 роцi ученi i iнженери iз США одержали близько 1 тис. нанотехнологiчних патентiв (бiльш свiжих даних поки що немає).
Автори доповiдi попереджають, що конкуренцiя у сферi нанотехнологiй останнiми роками загострилася i, безумовно, посилюватиметься i в осяжному майбутньому.
Країни Євросоюзу, Японiя i Китай в даний час щорiчно видiляють на цi програми зi своїх бюджетiв приблизно по $900 млн., що ненабагато менше американських федеральних витрат. Для порiвняння, за даними органiзацiї «Нацiональна Інiцiатива» в областi нанотехнологiї США (NATIONAL Nanotechnology Initiative), в 2002 роцi витрати всiх держав свiту на цi цiлi не перевищували $2 млрд. Сумарний рiвень iнвестицiй приватних корпорацiй з iнших країн на цi цiлi в даний час вже дещо перевищує аналогiчнi витрати американських компанiй.
У груднi 2003 року Конгрес США прийняв особливий закон «Нанотехнологiчнi Дослiдження i Розробки 21 сторiччя»
(21st Century Nanotechnology Research and Development Act), яким передбачалося збiльшення асигнувань на подiбнi проекти.
У 2004 роцi з федерального бюджету США на розвиток нанотехнологiй було видiлено близько $1 млрд. 240 млн. (для порiвняння, в 2001 роцi — $464 млн.). Цi дослiдження також активно фiнансуються за рахунок бюджетiв окремих штатiв, якi в цiлому направили на цi цiлi порядка $400 млн. Ще бiльше засобiв витрачає американський бiзнес — без малого $2 млрд. П'ята частина цiєї суми доводиться на бiотехнологiчнi фiрми, стiльки ж — на електроннi, 18 % — на хiмiчну промисловiсть, по 8 % — на аерокосмiчну iндустрiю i енергетику.
Висновок
На думку експертiв, нанотехнологiї стануть рушiйною силою наступної промислової революцiї, i змiнюватимуть наш спосiб життя. Дослiдження та розробки нанотехнологiй знаходяться у станi пiдйому у гонитвi за оригiнальними та корисними речами, i в той час коли вiдбувається злiт фабричного виробництва, зовсiм мало робиться для того, щоб ґарантувати безпеку суспiльству та навколишньому середовищу.
За очiкуваннями Нацiонального наукового фонду
США, за наступне десятилiття нанотехнологiї захоплять 1 трильйон доларiв свiтового ринку.
Нанотехнологiї обiцяють величезнi потенцiйнi вигоди у полiпшеннi ледве не всiх видiв промислової продукцiї: комп’ютерiв, автомобiлiв, одягу, продуктiв харчування, медикаментiв, батарейок i багато чого iншого. Але з iншого боку усе бiльше й бiльше постає питання: чи є вони безпечними?
щодо їхньої токсичностi Отже, нанотехнологiї включають у себе широкий спектр технологiй для контролю над структурою матерiї на рiвнi атомiв i молекул. Нанометр – це одна мiльярдна метра, ширина 10 розмiщених поруч атомiв водню; товщина людської волосини дорiвнює приблизно 80 тисячам нанометрiв. Важко навiть уявити собi щось настiльки мале, ще важче повiрити, що це може використовуватися у виробничих процесах.
i багатим поєднанням класичної фiзики та квантової механiки», – мовилося в ексклюзивному онлайн-випуску журналу Scientific American їхньої реакцiйної здатностi, речовина, котра може бути iнертною у мiкро- чи макромасштабi, здатна набувати небезпечних властивостей у наномасштабi
Щодо соцiальних та етичних проблем, то згiдно до
, серйознi побоювання не обмежуються питаннями безпеки й впливу на здоров’я: повиннi бути вивченi й бiльш широкi соцiальнi й етичнi наслiдки. «Нанотехнiчною революцiєю рухає погоня за прибутком – не потреба у розвитку людства… доки докорiнними проблемами є убогiсть i соцiальна несправедливiсть, новi технологiї нiколи не будуть унiверсальним їх вирiшенням», – стверджується у звiтi Vital Signs
.
Я вважаю, щоб досяти якомога кращих та корисних результатiв - необхiдна мiжнародна координацiя: варто знайти способи узгодження наукових дослiджень, роздiляючи витрати й обмiнюючись iнформацiєю мiж країнами та мiж економiчними регiонами.
Список лiтератури
1. Вiкiпедiя — вiльна енциклопедя.
2. Велика Епоха ( The Epoch Times ) - мiжнародний iнформацiйний проект.
3. «Washington ProFile», 30 Березня 2005
4. «Наносистеми, наноматерiали,нанотехнологiї. Збiрник наукових праць.» 2003 р. А. Г. Бiлоус, І. В. Блонський, П. П. Горбик, В. Ю. Данильченко, В. Г. Іванченко, В. П. Кладько, Ю. М. Коваль
| 
