Нанотехнологии


The Presentation inside:

Slide 0

Нанотехнологии


Slide 1

Цель работы: 1. Выяснить что такое нанотехнологии. 2. Изучить принципы нанотехнологий. 3. Изучить области применения нанотехнологий. 4. Изучить социологические исследования и выяснить уровень знаний о перспективном направлении в науке среди россиян.


Slide 2

Что такое нанотехнологии нанотехнолo?гия, технология объектов, размеры которых порядка 10-9 м (атомы, молекулы). Процессы нанотехнологии подчиняются законам квантовой механики. Нанотехнология включает атомную сборку молекул, новые методы записи и считывания информации, локальную стимуляцию химическая реакций на молекулярном уровне и др.


Slide 3

Что могут нанотехнологии На наших глазах фантастика становится реальностью – люди научились перемещать отдельные атомы и складывать из них, как из кубиков, устройства и механизмы необычайно малых размеров и поэтому невидимые обычным глазом. Появилась целая отрасль знаний - НАНОТЕХНОЛОГИИ, впитавшая в себя самые новые достижения физики, химии и биологии. Ученые-нанотехнологи работают с ничтожно малыми объектами, размеры которых измеряются в нанометрах. Нанотехнология не просто количественный, а качественный скачок от работы с веществом к манипуляции отдельными атомами.


Slide 4

Перспективы нанотехнологий Медицина. Создание молекулярных роботов-врачей, которые "жили" бы внутри человеческого организма, устраняя или предотвращая все возникающие повреждения, включая генетические. Срок реализации - первая половина XXI века.


Slide 5

Перспективы нанотехнологий Геронтология. Достижение личного бессмертия людей за счет внедрения в организм молекулярных роботов, предотвращающих старение клеток, а также перестройки и улучшения тканей человеческого организма. Оживление и излечение тех безнадежно больных людей, которые были заморожены в настоящее время методами крионики. Срок реализации: третья - четвертая четверти XXI века.


Slide 6

Перспективы нанотехнологий Промышленность. Замена традиционных методов производства сборкой молекулярными роботами предметов потребления непосредственно из атомов и молекул. Срок реализации - начало XXI века.


Slide 7

Перспективы нанотехнологий Сельское хозяйство. Замена природных производителей пищи (растений и животных) аналогичными комплексами из молекулярных роботов. Они будут воспроизводить те же химические процессы, что происходят в живом организме, однако более коротким путем. Например, из цепочки "почва - углекислый газ - фотосинтез - трава - корова - молоко" будут удалены все лишние звенья. Останется "почва - углекислый газ - молоко (творог, масло, мясо)". Такое "сельское хозяйство" не будет зависеть от погодных условий , а производительности его хватит, чтобы решить продовольственную проблему раз и навсегда. Срок реализации – вторая - четвертая четверть XXI века.


Slide 8

Перспективы нанотехнологий Биология. Станет возможным внедрение наноэлементов в живой организм на уровне атомов. Последствия могут быть самыми различными - от "восстановления" вымерших видов до создания новых типов живых существ, биороботов. Срок реализации: середина XXI века.


Slide 9

Перспективы нанотехнологий Экология. Полное устранение вредного влияния деятельности человека на окружающую среду. Во-первых, за счет насыщения экосферы молекулярными роботами-санитарами, превращающими отходы деятельности человека в исходное сырье, а во-вторых, за счет перевода промышленности и сельского хозяйства на безотходные нанотехнологические методы. Срок реализации: середина XXI века.


Slide 10

Перспективы нанотехнологий Освоение космоса. По-видимому, освоению космоса "обычным" порядком будет предшествовать освоение его нанороботами. Огромная армия роботов-молекул будет выпущена в околоземное космическое пространство и подготовит его для заселения человеком - сделает пригодными для обитания Луну, астероиды, ближайшие планеты, соорудит из "подручных материалов" (метеоритов, комет) космические станции. Это будет намного дешевле и безопаснее существующих ныне методов.


Slide 11

Перспективы нанотехнологий Кибернетика. Произойдет переход от ныне существующих к объемным микросхемам, размеры элементов уменьшаться до размеров молекул. Появится быстродействующая долговременная память на белковых молекулах. Станет возможным "переселение" человеческого интеллекта в компьютер. Срок реализации: первая - вторая четверть XXI века.


Slide 12

Перспективы нанотехнологий Разумная среда обитания. За счет внедрения логических наноэлементов во все атрибуты окружающей среды она станет "разумной" и исключительно комфортной для человека. Срок реализации: после XXI века.


Slide 13

Что реально достигнуто Существуют уже анализаторы боевых отравляющих веществ, биологического оружия, искусственный нос и искусственный язык для аттестации пищевых продуктов (вин, сыров, фруктов, овощей).


Slide 14

Что реально достигнуто создать специальные микророботы-“доктора”, которые будут сочетать функции диагноста, терапевта и хирурга, перемещаясь по кровеносной, лимфатической или другой системе человека. Уже изготовлены образцы таких роботов, имеющих все функциональные узлы и размеры около 1 мм.


Slide 15

Что реально достигнуто Одной из первых технологий, получивших повсеместное распространение, стали сенсоры ускорения, устанавливаемые сейчас практически во все современные автомобили для детектирования столкновения и выпуска защитных воздушных подушек. Сейчас продает автомобилестроителям около 50 миллионов чипов в год.


Slide 16

Что реально достигнуто За последние годы удалось достичь заметных успехов в изготовлении моторов, насосов и зажимов, сенсоров давления и смещения - короче, множества самых разных по назначению механических агрегатов, настолько малых, что их не видно невооруженным глазом.


Slide 17

Что реально достигнуто Модель автономного робота MARV имеет объем около 1\4 кубического дюйма. Эта крошечная машина на гусеничном ходу имеет полимерный каркас, шесть колес, два электромотора, процессор с 8 Кбайт памяти, датчик температуры, микрофон, видеокамеру, химический сенсор и три батарейки от часов. Основной областью применения таких роботов может стать поиск и обезвреживание бомб и мин, опасных биологических и химических материалов.


Slide 18

Что достигнуто был изготовлен первый гибридный наномотор с небиологическими элементами из 100-нанометровых полос азотистого кремния. Подобно микроскопическому пропеллеру, он вращается со скоростью 200 оборотов в минуту


Slide 19

Биометрический паспорт как продукт нанотехнологий Высокотехнологичный биометрический документ печатается на Гознаке. Цифровая фотография в биометрическом паспорте наносится особенным образом, и этот процесс очень сложно подделать. На самой пластиковой страничке фотография будет черно-белой, так как цветное фото гораздо сложнее нанести. Зато при считывании чипа на компьютере возникает цветная фотография с копией подписи владельца паспорта.


Slide 20

Опастность нанотехнологий Трезвомыслящие ученые прекрасно понимают, что нанотехнология способна породить серьезные проблемы. Любая технология может быть использована для нанесения ущерба, а не только для всеобщего блага. По масштабам будущего воздействия на человечество нанотехнологии наверняка не уступят индустриальной революции.


Slide 21

К чему могут привести нанотехнологии В связи с высокой проникающей способностью наночастиц некоторыми учеными также высказываются опасения и относительно применения различных твердых наноразмерных объектов в ряде косметических препаратов: кремах, лосьонах и т.д. Механизм и характер поведения наночастиц после нанесения на кожу полностью не изучен. Вполне вероятно, что наночастицы не пожелают надолго задерживаться в кожном покрове и отправятся в путешествие по всему организму.


Slide 22

Опасность нанотехнологий Эдуард Теллер, один из создателей термоядерной бомбы заметил: «Тот, кто раньше овладеет нанотехнологией, займет ведущее место в техносфере следующего столетия». Нужно опасаться такого хода мыслей. Высказывание, безусловно, верное, но нанотехнология не должна становиться предметом соперничества. Она обладает столь мощным потенциалом, что нужно вести разработки в этой области полностью открыто, с тщательным контролем, исключающем создание оружия.


Slide 23

Опасность нанотехнологий Кроме самопроизвольного неподчинения систем существует ещё много возможностей отказа наносистемы выполнить волю человека. Системы наномашин кто-то будет проектировать. Разработка наносистем на начальном этапе требует огромных затрат труда. Естественно, люди, разработавшие наносистемы, могут предусмотреть в их программе подчинение лишь себе или покупателю, но отказ служить другим людям. Таким образом, мир может разделиться на две группы людей (фирм, компаний, государств). Одним наносистемы будут подчиняться, а другим не будут.


Slide 24

Опасность нанотехнологий Нанотехнология – без сомнения самое передовое и многообещающее направление развития науки и техники на сегодняшний день. Возможности её поражают воображение, мощь – вселяет страх. Видимо будущее развитие технологии будет основываться на балансе между созиданием и разрушением. Обязательно появятся военные и, более того, подпольно-хакерские, применения. Нанотехнология в корне изменит нашу жизнь.


Slide 25

Опасность нанотехнологий Сегодня кажется, что новый мир в наших руках. Однако на самом деле почти все массовые эксперименты ограничиваются лишь ловким гравированием атомами. Будущее же технологии закладывают ставшие уже традиционными области науки и техники. Микроэлектроника, робототехника, нейротехнология – привычные слуху названия, стоящие за сегодняшними науками, кажущимися практически бесполезными на фоне нанотехнологии.


Slide 26

Отношение к нанотехнологиям С одной стороны, уровень осведомленности российского населения о нанотехнологиях нельзя с уверенностью назвать низким, поскольку 52% жителей РФ слышали о нанотехнологиях. С другой стороны, только половина из них знает верное определение данного понятия: «Нанотехнологии – это технологии создания веществ на атомном и молекулярном уровне»


Slide 27

Отношение к нанотехнологиям     Наибольшей осведомленностью отличились жители двух городов: Москвы и Новосибирска, что неудивительно, поскольку оба этих города можно по праву назвать научными центрами страны


Slide 28

Отношение к нанотехнологиям Как показало исследование, более половины – 55% – жителей РФ испытывают положительные эмоции относительно нанотехнологий


Slide 29

Отношение к нанотехнологиям ТЕСТИРОВАНИЕ СПРОСА НА «ПРОСТОЙ» НАНОПРОДУКТ      Один из таких товаров - носки, изготовленные из ткани, в которую включены наночастицы серебра. Согласно ответам россиян, большинство из них – 73% – готовы совершить покупку. Средняя максимальная цена, которую они при этом готовы заплатить за пару, составляет 178 руб. В то же время оптимальная цена, рассчитанная на базе кривой эластичности спроса, равна 265 руб.


Slide 30

Отношение к нанотехнологиям Готовность купить носки с наночастицами серебра


Slide 31

Отношение к нанотехнологиям Инновации внедряют лишь 9,4% российских предприятий. Даже в восточноевропейских странах предприятий-инноваторов больше как минимум вдвое, а в Германии, например, – в 8 раз. Доля инновационной продукции у нас – лишь 5,5%. Даже в области производства летательных и космических аппаратов инновациями занимаются всего 34,3% предприятий. Лишь 2,3% предприятий промышленности занимались в 2011 г. маркетинговыми инновациями.


Slide 32

Отношение к нанотехнологиям Инновации не слишком эффективны. За 2006-2011 гг. ежегодные затраты на  инновации выросли вдвое, а объемы инновационной продукции – всего на 49%.


Slide 33

Доля России на мировых рынках высокотехнологической продукции – едва различимые 0,3%, на уровне Чехии, Норвегии и Португалии. И то в основном за счет традиционной отрасли – «воздушных и космических летательных аппаратов». Вмире высокотехнологические рынки динамично растут: фармацевтика и биотехнологии прибавляют более чем на 20% в год, рынок нанотехнологических товаров вырастет с $50 млрд в 2011 г. до $2,5 трлн в 2014 г). Даже из инновационной продукции принципиально новая – всего 1/10 (чуть более 70 млрд руб., или 0,6% промпроизводства). Остальное – усовершенствованные или вновь внедренные товары и услуги


Slide 34

Вывод Нанотехнология – без сомнения самое передовое и многообещающее направление развития науки и техники на сегодняшний день. Возможности её поражают воображение, мощь – вселяет страх. Видимо будущее развитие технологии будет основываться на балансе между созиданием и разрушением. Обязательно появятся военные и, более того, подпольно-хакерские, применения. Но и многообразие мирных задач, поставленных перед нанотехнологией сегодня, не даст покоя учёным. Нанотехнология в корне изменит нашу жизнь. Появятся новые возможности, идеи, вопросы и ответы.


Slide 35

Практически всё, что обещает нам сегодня нанотехнология, можно ощутить сегодня благодаря смежным разработкам. – Уже разработаны целые интеллектуальные дома, набитые умной техникой, включая холодильник с доступом в интернет. Микробототехникой занимается множество лабораторий по всему миро, например SANDIA и MEMX. Медицина – биоимплантаты, вживляемые в организм, несущие на борту от чипов с личной информацией до электронных органов. Нейропроцессоры и системы с параллельными алгоритмами существуют в программных реализациях. Конечно эти разработки слишком велики по габаритам, чтобы сравниться с наноустройствами, однако уже сейчас мы можем оценить, чем мы будем жить в будущем, причём не слишком отдалённом.


Slide 36

Спасибо за внимание


×

HTML:





Ссылка: