С каждым днем мы приближаемся к неизбежной revolūcija, kas ietver nanotehnoloģijas. Mēs radām jaunas ierīces, mēs iegūstam unikālus materiālus, par kuriem mēs iepriekš neesam domājuši. Nanotehnoloģijas izmantošana ikdienas dzīvē ir ļāvusi mums mainīt mums pazīstamo objektu formu. Tā rezultātā mēs ieguvām pilnīgi atšķirīgas, bet noderīgas vielas īpašības. Apkārtējā realitāte kļūst mazāk bīstama un labvēlīgāka ērtai dzīvei. Ilustratīvs piemērs: tādu elektrisko ierīču parasto izmēru samazināšana, kas tiek izmantotas nanodaļiņu izmēram, kas nav redzamas cilvēka acīm. Datori samazinās, bet ir daudz produktīvāki. Nanotehnoloģijas ikdienas dzīvē un rūpniecībā ir būtiski mainījušas visu apkārtējo.
Vai ir iespējams izveidot šādu mākslīgu formuinteliģence, kas varētu apmierināt visas mūsu vajadzības? Atbilde ir jaunāko notikumu racionāla izmantošana. Nanotehnoloģijas ir ceļš uz nākotni, jo tās ietekmē visus mūsu dzīves aspektus. Nanotehnoloģiju izmantošana piedāvā daudzas iespējas, bet arī rada vairākas bažas.
Logs nanoworld
Elektronu mikroskops ļauj jums izpētītmikrokosms Bez īpašām iekārtām nanotehnoloģijas ikdienas dzīvē ir grūti pamanāmas, jo tās ir tik mazas, ka tās nav atdalāmas ar neapbruņotu aci. Šādā mērogā vielām piemīt visneparastākās un negaidītākās īpašības. Šādu īpašību izmantošana sola unikālu tehnoloģisko revolūciju. Tie nodrošina radikāli jaunas iespējas, piemēram, cilvēka ķermeņa un vides kontroli.
Nanotehnoloģiju vēsture
Tas viss sākas XX gadsimta 80. gados arinstrumenta izgudrošana, ko sauc par skenēšanas tunelēšanas mikroskopu (STM). Kalifornijas Universitātes profesors Džeimss Džimževskis visu savu profesionālo dzīvi pavadīja nanomēras pasaulē. Viņš ir viens no pirmajiem cilvēkiem pasaulē, kam ir iespēja izmeklēt lietu neticami nelielu daudzumu, miljonu daļu milimetra. Šie mikroskopi ļauj jums izpētīt virsmu, tāpat kā akli lasa Braila rakstu. Tad neviens nevarēja aizdomāt, cik noderīga ir nanotehnoloģija ikdienas dzīvē un rūpniecībā.
Darbs ar nanodaļiņām
Skenēšanas mikroskops izmanto zondi,pārstāv adatu 1 atoms bieza. Kad no parauga tas sasniedz tikai dažus nanometrus, elektronus nomaina ar tuvāko nanodaļiņu. Šo parādību sauc par tuneļa efektu. Kontroles sistēma reģistrē tuneļa strāvas lieluma izmaiņas, un tagad, pamatojoties uz šo informāciju, tiek veikta precīzāka pētāmā parauga virsmas topogrāfijas konstrukcija. Programmatūra ļauj pārveidot datus attēlā, kas dod zinātniekiem pamatu jaunai pasaulei, izmantojot nanotehnoloģijas ikdienas dzīvē un citās nozarēs.
Saskaņā ar Džeimsu Džimževski, paldiespirmo reizi zinātnieki ieguva atomu un molekulu attēlus skenēšanas elektronu mikroskopam un varēja izpētīt to formu. Tā bija īsta zinātnes revolūcija, jo zinātnieki sāka daudzas lietas izskatīt ļoti atšķirīgi, pievēršot uzmanību atsevišķu atomu īpašībām, nevis miljoniem un miljardiem daļiņu, kā tas bija agrāk.
Pirmie atklājumi
Jauno tehnoloģiju izmantošana ir novedusi piepārsteidzošs atklājums. Kad ierīce tuvojās atomam 1 nanometra attālumā, starp to un atomu izveidojās saite. Šī funkcija ļāva atrast veidu, kā pārvietot atsevišķas mikrodaļiņas. Pateicoties šim atklājumam, kļuva iespējams izmantot nanotehnoloģijas ērtai dzīvei.
Kā paskaidroja profesors Džeimss DžimzevskisKalifornijas universitāte, skenējošais tuneļa mikroskops ļāva praktiski pieskarties molekulām un atomiem. Pirmo reizi zinātnieki varēja manipulēt ar atomiem uz matērijas virsmas un radīt struktūras, kuras iepriekš nevarēja iedomāties.
Šis jauniegūtais atklājums (spēja novērot un manipulēt ar mazākajām daļiņām, kas veido matēriju) ļāva izmantot nanotehnoloģijas visās nozarēs bez izņēmuma.
Nanotehnoloģijas attīstība
Fiziķis un filozofs Etins Ķīlis uzskata, ka nanotehnoloģiju radīta tehnoloģiska izrāviena iespēja ir diezgan reāla, taču daudzos aspektos tas balstās uz zinātnieka entuziasmu.
Šis paziņojums bija stimuls sākumamneskaitāmi pētījumi, kas ļāva īstenot tādas progresīvas zinātnes un tehnoloģijas jomas kā mikroelektronika, informātika, kodolenerģijas izpēte, mikrobioloģija, lāzeru tehnoloģija, medicīna un daudz kas cits.
Nanotehnoloģija: piemēri
Ikdienā ir tik daudz nemanāmu, bet ļoti svarīgu vielu, par kuru klātbūtni mums pat nav aizdomas! Apskatīsim visspilgtākos piemērus:
- Mūsdienu telefoni. Pateicoties nanotehnoloģiju izmantošanai,spēja aprīkot viedtālruņus, iPhone tālruņus un citas ierīces ar īpašiem sensoriem, kas darbojas kā aizsardzība. Pat ar saplēstu stiklu mikroshēmas nebeidz darboties.
- Zobu pasta. Iepriekš neviens nedomāja par to, kāpēczobu tīrīšanas līdzeklis ir atšķirīgs. Tas viss ir saistīts ar noteiktu nanodaļiņu klātbūtni. Piemēram, ar neapbruņotu aci neredzams kalcija hidroksiapatīts palīdz atjaunot bojāto emalju un pasargāt zobus no zobu bojāšanās.
- Līmējošais apmetums. Nanotehnoloģija ikdienas dzīvē ir sastopama visvairāknegaidīti priekšmeti. Piemēram, parasts adhezīvs apmetums. Tam ir sudraba nanoslānis, kas veicina ātru sadzīšanu un kam piemīt antibakteriālas īpašības.
- Automašīnas krāsa. Mūsdienu automašīnu krāsas, pateicotiesnanodaļiņas spēj segt seklus skrāpējumus un citas dobumus, kas izveidojušies uz ķermeņa. Tie sastāv no mikroskopiskām bumbiņām, kas nodrošina šo efektu.
