Теми рефератів
Авіація та космонавтика Банківська справа Безпека життєдіяльності Біографії Біологія Біологія і хімія Біржова справа Ботаніка та сільське гос-во Бухгалтерський облік і аудит Військова кафедра Географія
Геодезія Геологія Держава та право Журналістика Видавнича справа та поліграфія Іноземна мова Інформатика Інформатика, програмування Історія Історія техніки Комунікації і зв'язок Краєзнавство та етнографія Короткий зміст творів Кулінарія Культура та мистецтво Культурологія Зарубіжна література Російська мова Маркетинг Математика Медицина, здоров'я Медичні науки Міжнародні відносини Менеджмент Москвоведение Музика Податки, оподаткування Наука і техніка Решта реферати Педагогіка Політологія Право Право, юриспруденція Промисловість, виробництво Психологія Педагогіка Радіоелектроніка Реклама Релігія і міфологія Сексологія Соціологія Будівництво Митна система Технологія Транспорт Фізика Фізкультура і спорт Філософія Фінансові науки Хімія Екологія Економіка Економіко-математичне моделювання Етика Юриспруденція Мовознавство Мовознавство, філологія Контакти
Українські реферати та твори » Физика » Розвиток нанотехнологій

Реферат Розвиток нанотехнологій

Категория: Физика

Федеральне агентство з освіти

Державна освітня установа

вищої професійної освіти

НИЖЕГОРОДСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ.Р.Е. АЛЕКСЄЄВА

Кафедра

"Фізика і технологія матеріалів та компонентів електронноїтехніки "

Курсова робота на тему:

" Нанотехнології"

з дисципліни "Фізика твердого тіла"

Керівник

Водзинский В.Ю. _____________________

"_____" _______________2009

Виконав

Іванов А.С. __________________________

"_____" _______________2009

Робота захищена з оцінкою _____________

Нижній Новгород 2009


Зміст

Введення

1. Виникнення і розвиток нанонауки

2. Види штучних наноструктур

3. Деякі властивості наноструктур

4. Отримання штучних наноматеріалів

5. Прикладна нанотехнологія

6. Майбутнє нанотехнологій: проблеми і перспективи

Висновки

Література


Введення

Нанотехнології - ключове поняття початку XXI століття, символнової, третьої, науково-технічної революції. Це "найвищі" технології,на розвиток яких провідні економічні держави витрачають сьогодні мільярдидоларів. За прогнозами вчених нанотехнології в XXI столітті зроблять таку жреволюцію в маніпулюванні матерією, яку в ХХ столітті справили комп'ютери вманіпулюванні інформацією. Їх розвиток відкриває великі перспективи прирозробці нових матеріалів, вдосконаленні зв'язку, розвитку біотехнології,мікроелектроніки, енергетики, охорони здоров'я та озброєння. Серед найбільшймовірних наукових проривів експерти називають значне збільшенняпродуктивності комп'ютерів, відновлення людських органів звикористанням знов відтвореної тканини, отримання нових матеріалів, створенихбезпосередньо із заданих атомів і молекул, а також нові відкриття в хімії і фізиці.

Нанотехнології вже так чи інакше зачіпають наше життя. Нанопродуктівможна виявити в автомобілях і у фарбі на стінах будинків. За прогнозамигалузевої асоціації NanoBusiness Alliance, до 2010 року світовий ринокнанопродуктів і послуг зросте до 1 трлн. доларів.

Одна з причин скрутного "характеру" нанотехнологіїполягає в тому, що її сфера - незбагненно малі за своїми масштабами елементи.Нанометр - одиниця виміру, яка дала назву нанотехнології, -становить одну мільярдну частину метра. Атом водню, найменший зіснуючих в природі, має діаметр близько 1/10 нм; діаметр людськоговолосини - близько 75 тис. нм.

Ще одна причина хибних уявлень про технологіїуспадкована від її чисто теоретичного минулого: її оголошували ключем до перемогинад хворобами і забрудненням навколишнього середовища, до створення настільних фабрик,де невидимі роботи будуть виробляти неймовірні вироби, і навіть дофактичного безсмертя. Одночасно її таврували як потенційну чуму,яка приведе до появи армій нанороботів, які витісняють людей, або покриєземлю сірої слизом побічних молекулярних продуктів. Не дивно, щодійсність не має нічого спільного ні з рожевими мріями, ні з жахами.

Нанотехнології якісно відрізняються від традиційних дисциплін,оскільки на таких масштабах звичні, макроскопічні, технології поводженняз матерією часто непридатні, а мікроскопічні явища, зневажливослабкі на звичних масштабах, стають набагато значніше: властивості івзаємодії окремих атомів і молекул, квантові ефекти.

У чималому ступені визначення нанотехнології залежить відфахівця, якому поставлено питання.

Теоретик Е. Дрекслер запропонував слово "нанотехнологія"в 1980 році, описуючи їм теоретичний (в той час) молекулярний виробничийпроцес з використанням компонентів і пристроїв розмірами від 1 до 100 нм (цейдіапазон отримав назву наномасштабу - nanoscale).

У деяких книгах можна зустріти наступне визначення: нанотехнологія- Це сукупність методів виробництва продуктів із заданою атомарноїструктурою шляхом маніпулювання атомами і молекулами.

У зв'язку з даним визначенням виникає природне запитання:яким же чином можна маніпулювати речовиною на рівні атомів і молекул? Спробуєморозібратися в цьому, а так само розкрити суть нанонауки, розглянути історію їїрозвитку, виділити об'єкти її вивчення, методи дослідження, і, що самецікаве, зрозуміти, як людина реалізує величезний потенціал нанонауки вповсякденному житті.


1. Виникнення і розвиток нанонауки

нанонауки заснована на вивченні об'єктів, які включаютькомпоненти розмірами менше 100 нм хоча б в одному вимірі і в результатіотримують принципово нові якості. Ця галузь знань відносно молода іналічує не більше століття. Першим ученим, що використав вимірювання внанометрах, прийнято вважати Альберта Ейнштейна, який у 1905 роцітеоретично довів, що розмір молекули цукру дорівнює 1 нм.

Ідею ж створення спеціальних приладів, здатних проникнутив глибину матерії до кордонів наносвіту, висунув видатний американський фізиксербського походження Нікола Тесла. Саме він передбачив створенняелектронного мікроскопа.

Перші теоретичні дослідження, що поклали початокрозробці інструментального забезпечення нанотехнологій, - це праціросійського фізика Г.А. Гамова. в 20-ті роки XX століття він вперше справив рішеннярівнянь Шредінгера. Унікальна властивість, характерне для квантових частинок,полягає в їх здатності проникати через перешкоду, навіть коли їх енергіянижче потенційного бар'єру, відповідного даній перешкоді. Електрон,зустрівши на своєму шляху перешкоду, для проходження якої потрібно більшеенергії, ніж є у нього, не відіб'ється від неї, а з втратою енергії (як хвиля) подолаєцю перешкоду. Відкрите явище, назване "тунельним ефектом" (тунелюванням),дозволило пояснити багато експериментально спостерігалися процеси.

У 1939 році німецькі фізики Е. Руська і М. Кноль створилиелектронний мікроскоп, що став прообразом нового покоління пристроїв, якідозволили зазирнути у світ нанооб'єктів.

Взагалі думка про те, що в майбутньому людство зможестворювати об'єкти, збираючи їх "атом за атомом", сходить до знаменитоїлекції "Там внизу багато місця" одного з найбільших фізиків XX століття,професора Каліфорнійського технологічного інституту Річарда Фейнмана. Опублікованів лютому 1960 року матеріали лекції були сприйняті більшістю сучасниківяк фантастика чи жарт. Сам же Фейнман говорив, що в майбутньому, навчившисьманіпулювати окремими атомами, людство зможе синтезувати всі щозавгодно, тобто використовувати атоми як звичайний будівельний матеріал.

У 1964 році, через шість років після винаходу інтегральноїсхеми, Г. Мур, один із засновників американської корпорації Intel, висунувприпущення про те, що число транзисторів на кристалі буде подвоюватисякожні два роки. Це спостереження одержало назву першого закону Мура. Показавшизалежність росту продуктивності запам'ятовуючих мікросхем від строків їхвиготовлення, він виявив закономірність: нові моделі мікросхем кожен разз'являлися через приблизно рівні проміжки часу (18-24 місяці). Прицьому їх ємність зростала щоразу приблизно вдвічі.

У 1968 році співробітники американського відділення дослідженнянапівпровідників Дж. Артур і А. Чо розробили теоретичні основинанообработкі поверхонь.

У 1973 році радянські вчені Д.А. Бочвар і Є.Г. Гальпернзробили перші теоретичні квантово-хімічні розрахунки наномолекули фулеренуі довели її стабільність. Світова наука впритул підійшла до початку вирішенняприкладних задач в області нанотехнологій.

Сучасний вигляд ідеї нанотехнології почали набувати в80-і роки XX століття в результаті досліджень Е. Дрекслера, який працював улабораторії штучного інтелекту Массачусетського технологічногоінституту.

Дрекслер висунув концепцію універсальних молекулярнихроботів, що працюють за заданою програмою і збирають будь-які об'єкти (у томучислі і собі подібні) з підручних молекул. Все це також спочатку сприймалосяяк наукова фантастика. Вчений вже тоді досить точно передбачив чималоприйд...


Страница 1 из 5Следующая страница

Друкувати реферат
Замовити реферат
Реклама
Наверх Зворотнiй зв'язок