Нанотехнологии в повседневной жизни

Просмотреть картинки списком

Наставник: Плохих Елена Вадимовна

Ученик: Ермолов Эдуард Николаевич (17 лет)

Город: Белгородская область, г. Старый Оскол

Название колледжа: ФГОУ СПО «Оскольский политехнический колледж»

Название изобретения или изделия: Нанотехнологии в повседневной жизни

Термин «нанотехнология» был впервые предложен японскими учеными в 1974 году. Японский ученый Танигучи, специалист по обработке хрупких материалов, обратил внимание специалистов на грядущий переход к обработке с ультравысокой точностью, прогнозируя, что к 2000 году эта точность достигнет нанометрового интервала. Это потребует применения, как новых технологий, так и соответствующего метрологического обеспечения. Нанотехнология имеет дело с разнообразными структурами вещества, характерный размер которых – порядка миллиардных долей метра. Хотя слово нанотехнология является относительно новым, устройства и структуры нанометровых размеров не новы. Они существуют на земле столько, сколько существует сама жизнь. Например, моллюск морское ушко выращивает очень прочную, переливающуюся изнутри раковину, склеивая прочные наночастички мела смесью белков с углеводами. Более того, точно не известно когда человек стал использовать преимущества наноразмерных материалов. Есть сведения, что уже в четвертом веке до нашей эры римские стекловары делали стекло, содержащее наночастицы металлов. Огромное разнообразие прекрасных цветов витражей в средневековых храмах также объясняется присутствием металлических наночастиц в стекле.

Использование возможностей нанотехнологий может уже в недалекой перспективе принести резкое увеличение стоимости валового внутреннего продукта и значительный экономический эффект в следующих базовых отраслях экономики.

Одним из примеров применения наноматериалов является умный пластелин.

Жвачка для рук (HandGum (Хендгам), "Умный пластилин") обладает кучей интересных цветов и свойств: течет и прыгает; мягкая, твердая и жидкая одновременно; бьется как фарфор и прыгает как мячик; не липнет к рукам и является желаемым подарком для школьников, студентов и офисных служащих.

Умный пластилин или Хендгам (дословно Handgum - ручная жвачка, англ.) - это вещество на основе силикона, на ощупь напоминает жевательную резинку, но обладает интересными свойствами тиксотропных жидкостей. За счёт этого, на коротких промежутках времени состав может показывать свойства твёрдого тела, но при этом очень медленно течёт.

Рассмотрев Handgum (Умный пластилин), можно придти к выводу, что наноматериалы играют не последнюю роль в развитии новых свойств материалов, но так же улучшения качества продукции, что делает эти материалы востребованными на Мировом рынке.

Можно с уверенностью сказать, что нанотехнологии в нашей с вами современной жизни играют очень важную роль. На сегодняшний день ученые всего мира работают над тем, чтобы сделать нашу жизнь более лучше и в этом нам помогают нанотехнологии. Благодаря им мы с уверенностью можем сказать, что такие проблемы в медицине, как выращивание органов, лечение рака и других онкологических заболеваний в будущем проблемой являться не будут. Очень большое применение нанотехнологии нашли и в военной промышленности. В США ведутся разработки по созданию новой формы для военных. Эта форма будет обеспечивать солдата всем необходимым, чтобы выжить в определенной местности.

Американцы научились очищать воду от бактерий с помощью нанофильтров. Наноматериал, созданный американскими учеными, может решить одну из извечных проблем, связанных с потреблением природных ресурсов: как очистить питьевую воду от бактерий. Для невооруженного глаза молекулы воды и бактерии одинаково невидимы. Однако под микроскопом видно, что они различаются в сотни раз – молекулы воды в длину меньше нанометра, самые маленькие бактерии в длину не менее нескольких сотен нанометров. Британским ученым удалось создать мембрану с размером пор порядка 55 нм, которые пропускают молекулы воды, но отсеивают бактерии на основе блок-сополимеров. Блок-сополимер представляет собой линейный сополимер, макромолекула которого состоит из регулярно или статистически чередующихся гомополимерных блоков, различающихся по составу или строению. Преимущество блок-сополимера, как основы для мембраны заключается в том, что поры в нем удается располагать с высокой плотностью, при этом их диаметр достаточно регулярен. Таким образом, полученная мембрана может служить очень эффективным антибактериальным фильтром, который пропускает только молекулы воды, задерживая бактерии.

Российские ученые показали, что строительная индустрия, например, представляет собой гигантское поле деятельности для нанотехнологии. Ученые, работающие в области строительного материаловедения, создали новые виды бетонов, которые в обиходе получили название «нанобетон». В отечественной строительной индустрии освоено изготовление бетона с добавлением базальтового фиброволокна, на поверхность которого наносят углеродное нанокластеры с их помощью отремонтирован мост через Волгу в Кимерах в 2007. В настоящее время добавки диоксида титана широко применяются в красках, специальных ценных и других строительных материалах.

Дело в том, что под влиянием солнечного света наночастицы этого соединения работают как фотокализатор, преобразуя атмосферный кислород и пары воды. Этот атомарный кислород обладает большой активностью и его достаточного для окисления и разложения органических загрязнений, дезодорирования помещений, уничтожения бактерий. Задание из цементных композитов с наночастицами СО2 сохраняют свой цвет в течение длительного времени даже под воздействием агрессивной городской среды. Здания и дороги из таких бетонов строят в Европе с 1990-х годов.

Сейчас, так же крайне важно внедрять нанотехнологии в атомную энергетику. Так как использование наноматериалов и инновационных нанотехнологий в радиохимической промышленности, несомненно, должно оказать стимулирующее влияние на успешное решение актуальных экологических проблем ядерной энергетики по обезвреживанию и утилизации жидких радиоактивных отходов и обеспечению безопасной эксплуатации АЭС.