Зразок роботи
I. Вступ
Наноматеріали — матеріали, створені з використанням наночасток та/або за допомогою нанотехнологій, що мають певні унікальні властивості, зумовлені присутністю цих частинок у матеріалі. До наноматеріалів відносять об'єкти, один з характерних розмірів яких лежить в інтервалі від 1 до 100 нм.
Нанотехнології — у широкому значенні слова прийнято називати міждисциплінарну галузь фундаментальної і прикладної науки, в якій вивчаються закономірності фізичних і хімічних систем протяжністю порядку декількох нанометрів або часток нанометра.
Вужче значення цього терміна прив'язує нанотехнології до розробки матеріалів, приладів та інших механічних і немеханічних пристроїв, у яких застосовуються подібні закономірності. Нанотехнології мають справу з процесами, які відбуваються у просторових областях нанометрових розмірів. Тобто нанотехнології можна означити як технології, основані на маніпуляції окремими атомами і молекулами задля побудови структур із наперед заданими властивостями.
Концепції, які передували нанотехнології, було вперше обговорено 1959 року, фізиком Річардом Фейнманом у його промові There's Plenty of Room at the Bottom, у якій він змалював можливість синтезу, за допомогою прямого маніпулювання атомами. Термін «нанотехнології» вперше використав Норіо Танігучі 1974 року, хоча це не стало широко відомо.
Натхненний поняттями, висловленими Фейнманом, Ерік Дрекслер 1986 року, використав термін «нанотехнологія» у власній книзі Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology, у якій запропонував ідею нанорозмірного «збирача», який був-би спроможним, побудувати копію себе й інших елементів довільної складності з атомним контролем. Крім того, 1986 року, Дрекслер був співзасновником The Foresight Institute (Інституту передбачення), задля сприяння підвищенню обізнаності та розуміння нанотехнологічних концепцій та їх наслідків.
Таким чином, поява нанотехнологій у 1980-і роки, насамперед, відбулася завдяки зближенню теоретичної та громадської роботи Дрекслера, який розробив і популяризував концептуальні рамки для нанотехнологій, а також очевидні експериментальні успіхи, які звернули додаткову загальну увагу на перспективи атомного контролю матерії. У 1980-і роки, два великі прориви, викликали зростання нанотехнологій у сучасну епоху.
На початку 2001-го року, ця область дістала підвищену наукову, політичну та комерційну увагу, що призвело до полеміки і прогресу. Розбіжності виникли з приводу визначень і потенційних наслідків нанотехнологій, приклади яких наведено у доповіді Королівського товариства з нанотехнологій й які було розв'язано у прилюдних дебатах, між Дрекслером і Смоллі у 2001 і 2003 роках.
У той же час, з'явилася комерціалізація продуктів на основі досягнень в області нанорозмірних технологій. Ці продукти обмежено насипним застосуванням наноматеріалів, і не пов'язано з атомним контролем над цим питанням.
Нанотехнології перебувають на передньому краю різноманітних наукових, економічних та соціальних напрямків розвитку. Широке застосування нанотехнологій та наноматеріалів з унікальними властивостями стало реальністю сьогодення. Сотні найменувань продуктів з використанням наноматеріалів впевнено увійшли в усі сфери життєдіяльності людини.
Розвиток нанотехнологій вважається найбільшою з інженерних інновацій з часів індустріальної революції. Зміни у виробництві на молекулярному рівні кардинально відображаються не лише на технологічних рішеннях, а й на суспільних відносинах, зокрема щодо відповідальності при введенні в глобальний обіг речовин і матеріалів з новими, особливими властивостями. Ці зміни можуть спричиняти як позитивні, так і негативні впливи на здоров’я та довкілля.
Нанотехнології перебувають у стані бурхливого розвитку з багатообіцяючими перспективами щодо застосування у біомедичній галузі задля збереження здоров’я, покращання діагностики і терапії та водночас несуть потенційну загрозу здоров’ю людей. Державні та приватні інвестиції в Нанотехнологї є значними та продовжують зростати завдяки потенціалу останніх для розвитку таких сфер як медицина, текстильна промисловість, енергетика, водопостачання, транспорт.
Особлива роль серед різних груп наноматеріалів належить вуглецевим багатоатомним кластерним утворенням - фуллеренам, нанотрубкам.
Інтерес до даних структур зумовлений низкою причин.
• Вуглець - унікальний хімічний елемент, що становить основу живої природи; відрізняється здатністю з'єднуватися з більшістю елементів і утворювати молекули самого різного складу і будови.
За своїм унікальним і різноманітним властивостям, часто протилежним для різних форм, з вуглецем навряд чи зрівняється хоч один елемент Періодичної системи Менделєєва. Це еталон прозорості і "абсолютно" чорне тіло; діа- і парамагнетик; діелектрик і метал; напівпровідник і напівметал; надтвердий і дуже м'якої матеріал; теплоізоляторор і один з кращих провідників тепла. Настільки унікальні властивості - причина того, що і чистий вуглець, і містячі його матеріали служать об'єктами фундаментальних досліджень і застосовуються в незліченних технічних процесах.
Відкриття в останні роки дивного різноманіття форм вуглецю (фулеренів, гіперфуллеренов, нанотрубок, графену і т.д.) змушує по-новому поглянути, а в ряді випадків і переглянути уявлення про процеси, що відбуваються за участю вуглецю в живій і неживій природі.
• На основі вуглецю можливе створення біополімерів, синтетичних полімерів, різноманітних пластмас.
• Вуглецеві наноструктури особливо яскраво демонструють різноманітні наноеффекти, виявляють цілий ряд дуже незвичайних властивостей.
• Фулерени і нанотрубки представляють собою елементарні об'єкти нанотехнологій, на основі яких можливе створення цілого ряду макрооб'єктів, що мають практичне значення - матеріалів і пристроїв.
• Потенціал використання даних структур (особливо, нанотрубок) перевершує потенціал інших наноструктур.
Магістр