На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Виды искусственных наноструктур

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 12.09.2012. Сдан: 2011. Страниц: 19. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Введение
      Мы  все чаще слышим слова нанонаука, нанотехнология, наноструктурированные  материалы и объекты. Отчасти  они уже вошли в повседневную жизнь, ими обозначают приоритетные направления научно-технической  политики в развитых странах . Так, в  США действует программа “Национальная  нанотехнологическая инициатива” (в 2001 г. ее бюджет был 485 млн долл., что сопоставимо с годовым бюджетом всей Российской академии наук). Евросоюз недавно принял шестую рамочную программу развития науки, в которой нанотехнологии занимают главенствующие позиции. Минпромнауки РФ и РАН также имеют перечни приоритетных, прорывных технологий с приставкой “нано-”. По оценкам специалистов в области стратегического планирования, сложившаяся сейчас ситуация во многом аналогична той, что предшествовала тотальной компьютерной революции, однако последствия нанотехнологической революции будут еще обширнее и глубже. Да, собственно, она уже началась и взрывообразно захватывает все новые и новые области. В журнале “Природа” были опубликованы статьи, посвященные отдельным направлениям нанонауки ; теперь постараемся бросить взгляд на нее как на единое целое.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Углубляясь  в наноджунгли
      Итак, что же сейчас понимают под нанотехнологиями? Сама десятичная приставка “нано-”  происходит от греческого слова “nanos”, что переводится как “карлик” и означает одну миллиардную часть  чего-либо. Таким образом, чисто формально  в сферу этой деятельности попадают объекты с размерами R (хотя бы вдоль  одной координаты), измеряемыми нанометрами. Реально диапазон рассматриваемых  объектов гораздо шире - от отдельных  атомов (R < 0.1 нм) до их конгломератов  и органических молекул, содержащих свыше 109 атомов и имеющих размеры  гораздо более 1 мкм в одном  или двух измерениях. Принципиально  важно, что они состоят из счетного числа атомов, и, следовательно, в  них уже в значительной степени  проявляются дискретная атомно-молекулярная структура вещества и/или квантовые  закономерности его поведения. Удовлетворяя наше стремление к миниатюризации, к снижению энергоемкости и материалоемкости, такие системы обладают еще одним  козырем. В силу действия различных  причин (как чисто геометрических, так и физических) вместе с уменьшением  размеров падает и характерное время  протекания разнообразных процессов  в системе, т.е. возрастает ее потенциальное  быстродействие. Пока в серийно производимых компьютерах достигнуто быстродействие (время, затрачиваемое на одну элементарную операцию) около 1 нс, и его можно  уменьшить на несколько порядков величины в ряде наноструктур. Но существующие сейчас массовые технологии производства практически достигли своих теоретических  пределов и нуждаются в кардинальном обновлении.  

 
 
 
 

Виды  искусственных наноструктур
Самым простым  наноматериалом могут служить фрагменты  вещества, измельченные до наноразмерного состояния или полученные каким-то другим физическим или химическим способом. Хотя бы в одном измерении они  должны иметь протяженность не более 100 нм и проявлять качественно  новые свойства (физико-химические, функциональные, эксплуатационные и  др.)
Реально диапазон рассматриваемых объектов гораздо  шире - от отдельных атомов (размером менее 0,1 нм) до органических молекул, содержащих свыше 109 атомов и имеющих размеры даже более 1 мкм в одном или двух измерениях. Принципиально важно, что в них уже в значительной степени проявляется дискретная атомно-молекулярная структура вещества и квантовые эффекты.
Наноструктуры обладают сочетанием ряда параметров и физических явлений, несвойственных традиционным состояниям материалов. Уменьшение размера кристаллов может  приводить к существенному изменению  свойств материалов. Установлено, что  эти изменения проявляются, когда  средний размер кристаллических  зерен не превышает 100 нм, а наиболее эффективны при размере зерен  менее 10 нм. При этом частицы могут  иметь сферическую (равноразмерную) форму, быть вытянутыми в виде нанопроволоки  или нановолокна или представлять собой наночешуйки (пластинки). Главное, чтобы одно из измерений не превышало 100 нм. 

 Наноразмерные  частицы кремния диаметром 14-50 нм
   Нановолокна  ПТФЭ  диаметром40-60 нм 
 
 

Еще одной формой наночастиц могут быть слоистые наночешуйки  толщиной до 100 нм. представлены наночастицы  монтмориллонита (глинистого минерала подкласса слоистых силикатов), модифицированного  фторуглеродными соединениями со слоистым строением, которые применяются  в качестве добавок к жидким полимерным системам, например, для создания препаратов автохимии.
Наноразмерные слоистые частицы монтмориллонита, модифицированного фторуглеродными  соединениями 

Одним из главных  химических элементов, которым интересуются ученые в области нанотехнологий, является углерод и его аллотропные  формы. До недавнего времени было известно, что углерод образует четыре аллотропных формы - алмаз, графит, карбин (получен искусственно) и лонсдеилит (впервые найден в метеоритах, затем  получен искусственно). При этом уже на этапе перехода углерода от обыкновенного угля до графита отмечаются значительные изменения свойств  материала.
В 1985 году Р. Керл, Г. Крото и Р. Смоли совершенно неожиданно открыли принципиально  новое углеродное соединение -фуллерен (многоатомные молекулы углерода Сn), уникальные свойства которого вызвали целый шквал исследований. Фуллерен имеет каркасную структуру, очень напоминающую футбольный мяч, состоящий из "заплаток" пяти- и шестиугольной формы. Если представить, что в вершинах этого многогранника находятся атомы углерода, то мы получим самый стабильный фуллерен С60 (молекула С60 содержит фрагменты с пятикратной симметрией, несвойственной неорганическим соединениям в природе, поэтому признано, что молекула фуллерена является органической молекулой).
В молекуле С60, которая является наиболее известным, а также наиболее симметричным представителем семейства фуллеренов, число шестиугольников равно 20. При этом каждый пятиугольник граничит только с шестиугольниками, а каждый шестиугольник имеет три общие стороны с шестиугольниками и три - с пятиугольниками. Каждый атом углерода в молекуле С60 находится в вершинах двух шестиугольников и одного пятиугольника и принципиально неотличим от других атомов углерода. Атомы углерода, образующие сферу, связаны между собой сильной ковалентной связью. Толщина сферической оболочки - 0,1 нм, радиус молекулы С60- 0,357 нм.Структура молекулы фуллерена интересна тем, что внутри такого углеродного "мячика" образуется полость, в которую благодаря капиллярным свойствам можно ввести атомы и молекулы других веществ, что дает, например, возможность их безопасной транспортировки.
По мере исследования фуллеренов были синтезированы и  изучены их молекулы, содержащие различное  число атомов углерода - от 36 до 540. 

Представители фуллеренов: С60, C70, и C90
Наряду со сфероидальными углеродными структурами могут  также образовываться протяженные  цилиндрические структуры, так называемые нанотрубки, открытые в 1991 году С. Ииджимой и отличающиеся широким разнообразием физико-химических свойств.Идеальная углеродная нанотрубка- это молекула из более миллиона атомов углерода, представляющая собой цилиндр, полученный при сворачивании графеновой плоскости, диаметром около нанометра и длиной несколько десятков микрон. В стенках трубки атомы углерода расположены в вершинах правильных шестиугольников. 

Структура нанотрубки 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Прикладная  нанотехнология
Наноэлектроника.
Невероятные перспективы  открываются в области электроники. Ученые создают микрочипы, которые  вмещают в себя намного больше информации, чем кремниевые чипы. Это  способствует развитию информационных технологий в будущем. К тому же планируется  создание нанороботов, то есть роботов, размером с молекулой, обладающими функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ.
Строительство.
Одна из отраслей промышленности, где  нанотехнологии развиваются достаточно интенсивно, - это строительство. Естественно, что основные разработки в этой области  должны быть направлены на создание новых, более прочных, легких и дешевых  строительных материалов, а также  улучшение уже имеющихся. Так, российские ученые из Санкт-Петербурга создали  нанобетон. Специальные добавки - так  называемые значительно улучшают его  механические свойства. Предел прочности  нанобетона в 1,5 раза выше прочности  обычного, морозостойкость выше на 50%, а вероятность появления трещин - в три раза ниже. 

Медицина  и экология.
      Встающие  перед человечеством глобальные проблемы требуют незамедлительных действий. В решении многих из них  нанотехнологии могут оказать значительную помощь. Так например ученые пытаются создать специальные наноботы или  микророботы-“доктора”, которые будут  сочетать функции диагноста, терапевта  и хирурга, перемещаясь по кровеносной, лимфатической или другой системе  человека, и при этом не нанося вреда  организму, уничтожать микроорганизмы, вирусы и раковые клетки. Также  они доставляют нужные лекарства  именно в нужное место, не воздействуя  на остальные части организма  и не отторгаются его защитными  системами. Теоретически нанотехнологии способны обеспечить человеку физическое бессмертие, за счет того, что наномедицина сможет бесконечно регенерировать отмирающие клетки. 
 

      Нанотехнологии  способны также стабилизировать  экологическую обстановку. Во-первых, за счет насыщения молекулярными  роботами-санитарами, превращающими  отходы деятельности человека в исходное сырье, а во-вторых, за счет перевода промышленности и сельского хозяйства  на безотходные нанотехнологические  методы.
Военные нанотехнологии.

В военной индустрии  нанотехнологиям уделяют огромное внимание. Так, например, министерство обороны США, финансирует программу  создания  умной пыли. Т.е. большого семейства микророботов, размером в  пылинку, которые смогут, рассыпавшись над территорией противника, проникать  во все щели, каналы связи, создавать  свою сеть, собирать и передавать оперативную  информацию.

Австралийские ученые предложили изготавливать бронижилеты  из материалов на основе углеродных нанотрубок. Они обладают пулеотталкивающим  свойством – под воздействием пули тоненькие трубки прогибаются, а затем восстанавливают форму  с отдачей энергии.

 
 
 
 
 
 
Российская корпорация нанотехнологий (РОСНАНО) — российская государственная корпорация, созданная для развития нанотехнологий. 
 

Выводы

 
1. Нанотехнологии- символ будущего, важнейшая отрасль,  без которой немыслимо дальнейшее  развитие цивилизации.
2. Возможности  использования нанотехнологий практически  неисчерпаемы - начиная от микроскопических  компьютеров, убивающих раковые  клетки, и заканчивая автомобильными  двигателями, не загрязняющими  окружающую среду.
3. Нанотехнологии  на сегодняшний день находятся  в младенческом возрасте, тая  в себе огромный потенциал.  В дальнейшем ученым предстоит  решить множество вопросов, связанных  с нанонаукой, и постигнуть ее  глубочайшие тайны. Но, несмотря  на это, нанотехнологии уже  оказывают очень серьезное влияние  на жизнь современного человека.
4. Большие перспективы  несут в себе и большие опасности.  В этом отношении человек должен  с максимальной осторожностью  отнестись к небывалым возможностям  нанотехнологий, направляя свои  исследования на мирные цели. В противном случае он может  подставить под удар свое собственное  существование. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература

 
1. Балабанов,  В.И. Нанотехнологии. Наука будущего. /В.И. Балабанов. - М.:Эксмо, 2008. - 256 с.
2. Рыбалкина,  М. Нанотехнологии для всех. /М.  Рыбалкина. - М.:NanotechnologyNewsNetwork, 2006. - 444 с.
3. Альтман, Ю.  Военные нанотехнологии. /Ю. Альтман. - М.:Техносфера, 2006. - 416 с.
4. Пул, Ч. Нанотехнологии. /Ч. Пул, Ф. Оуэне. - М.:Техносфера, 2006. - 260 с.
5. Кобаяси Н.  Введение в нанотехнологию. /Н.  Кобаяси, пер. с япон. - М.: БИНОМ.  Лаборатория знаний, 2005. - 134 с.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.