Дивно, що для нас непоміченою пройшла подія, коли людина вперше перемістила окремий атом з одного місця на інше. Проникнення в мікромір такою мірою, що стало можливим впливати на окремі атоми і молекули, є не менш значущою подією, ніж політ у космос. Виникнення нанотехнологій відкрило широкі можливості для людини в усіх сферах її діяльності.
Інструкція
1. Існують різні визначення нанотехнологій. У найбільш простому і загальному вираженні нанотехнології - це комплекс способів і прийомів, що дозволяють створювати, контролювати і змінювати об 'єкти, що складаються з елементів розмірами менше 100 нанометрів. Цим елементам присвоєно назву наночастинок, їх розміри коливаються від 1 до 100 нанометрів (нм). 1 нм дорівнює 10-9 метра. Щоб мати уявлення про цю величину, буде корисно знати, що розміри більшість атомів коливається в діапазоні від 0,1 до 0,2 нм, а людське волосся має товщину 80000 нм.
2. Привабливість нанотехнологій для людини полягає в тому, що з їх допомогою можна отримувати наноматеріали, що володіють такими властивостями, яких не мають ні окремі атоми і молекули, ні звичайні матеріали, що складаються з них. Виявилося, що якщо зібрати атоми або молекули (або їх групи) дещо іншим, відмінним від звичайного способу чином, отримані структури набувають дивовижних властивостей. Причому не тільки тоді, коли вони існують самі по собі. Будучи впровадженими у звичайні матеріали, вони змінюють і їхні властивості. Нанотехнології вже зараз досить широко застосовуються в різних галузях людської діяльності, і є всі підстави вважати, що з часом це застосування стане просто безмежним.
3. Зараз розрізняють кілька класів наноматеріалів. Нановолокна - волокна, що мають діаметр менше 100 нм, довжину - декількох сантиметрів. Нановолокна застосовуються в біомедицині, при виготовленні тканин, фільтрів, в якості армуючого матеріалу при виготовленні пластику, кераміки, інших нанокомпозитів.
4. Наножидкості - різні колоїдні розчини, в яких рівномірно розподілені наночастинки. Наночікуваності використовуються в електронних мікроскопах, вакуумних печах, в автомобілебудуванні (зокрема, в якості магнітної рідини, що зменшує тертя між деталями, що трущаться).
5. Нанокристали - наночастинки з упорядкованою будовою речовини. Своєю вираженою огранкою вони схожі на звичайні кристали. Їх застосовують в електролюмінесцентних панелях, у флуоресцентних маркерах тощо. Графен, що представляє собою кристалічну решітку атомів вуглецю товщиною в один атом, вважають матеріалом майбутнього. Його міцність перевершує міцність сталі та алмазу. Широке використання графена передбачається як елемент мікросхем, де він, завдяки своїй високій теплопровідності, зможе замінити кремній і мідь. Його мала товщина дозволить створювати дуже тонкі прилади.
6. Багатообіцяючими бачаться перспективи використання нанотехнологій в медицині. Нанокапсули і наноскальпелі обіцяють внести переворот у боротьбу людини з хворобами. Вони дозволять безпосередньо спілкуватися з кожною клітиною людського тіла, долати, якщо це необхідно, імуноотторгнення, локалізовано впливати на віруси і бактерії, діагностувати осередок хвороби молекулярного розміру.
7. У нанотехнологіях доводиться впливати на окремі атоми і молекули. Щоб робити це, необхідно мати інструменти, розміри яких співмірні з розмірами самих об 'єктів. Розробка таких інструментів є одним з основних завдань нанотехнологій. Застосовуваний зараз скануючий зондовий мікроскоп (СЗМ) дозволяє не тільки бачити окремі атоми, але і прямо впливати на них, переміщаючи їх з однієї точки в іншу.
8. Можливо, в майбутньому копітку роботу зі складання атомів і молекул вдасться покласти на нанороботів - мікроскопічних "істот", співмірних за розміром з атомами і молекулами і володіють здатністю виконувати певну роботу. В якості двигунів для нанороботів передбачається використовувати нанодвигуни - молекулярні ротори створюють крутящий момент при сполученні їм енергії, молекулярні пропелери (гвинтоподібні молекули, здатні обертатися завдяки своїй формі) та ін. Досить реальним виглядає і використання нанороботів у медицині. Впроваджені в наш організм, вони будуть наводити там лад при виникненні хвороб.