Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Наноструктуры и наноустройства

 

1. Углеродные нанотрубки. Эта новая кристаллическая форма углерода открытая в 1991 г. Имеют цилиндрическую форму в сечении шестигранник или круг. Диаметр от 0,5 до 10 нм, длина = 1 мкм. Это новое вещество или материал для увеличения степени интеграции полупроводниковых структур и функциональных элементов, для поглощения и удерживания в больших количествах Н2 (водородная энергетика), материал для низкотемпературных катодов в телевизионной технике, позволяя уменьшить ∆U с 10 KV до 500 V.

2. Устройства записи информации. Максимальная плотность записи на магнитных носителях ограничена 100 Гбит/кв дюйм и практически достигнута. Уменьшение кристаллитов магнитных материалов до 10 нм с индивидуальным управлением и однородной структурой позволит увеличить плотность до 1 Терабита/кв.дюйм (1 домен ~ 1 бит). Другое направление – оптическая запись. Сейчас лазерным лучом (680 нм) достигается плотность до 40 Гбит. Однако за счет излучения ближнего поля можно увеличить плотность записи в 1000 раз. (Длина волны излучения ближнего поля намного меньше рентгеновского излучения). Для технической реализации необходимо сужающее к острию оптическое волокно, в острие которого есть отверстие диаметром несколько десятков нм и острие должно находиться на расстоянии = 10 ÷ 20 нм от записывающего диска. Это позволит обойти дифракционные ограничения. Техника считывания аналогична. Нужны сверхтонкие оптические волокна.

3. Квантовые точки – искусственно созданная область вещества, в которой может храниться небольшое количество электронов. Это позволяет в полупроводниковых устройствах в отличие от существующего потока электронов управлять поведением вплоть до одного электрона. Это позволит создать: одноэлектронные транзисторы, запоминающие устройства (уже есть с памятью 128 Мбит), использовать фотодинамический эффект в медицине. Квантовые точки могут формироваться самосборкой за счет самообразования атомов на поверхности.

4. Наноструктурированные оптической среды (~n) – наностекла - это нанопленки в виде плоских сот, заполненных кристаллитами других материалов. Сочетание аморфной стенки соты и вещества в сотах позволяет изменять оптические свойства (показатель преломления). Это новый принцип записи информации (есть уже с памятью до 100 Гбит/кв.дюйм)

5. Биодатчики (лаборатория на чипе) – микрокапсулы, содержащие вещества, обладающие свойством молекулярной избирательности – т.е находить и присоединяться к заданным органам и тканям и отслеживать реакцию организма. Далее они могут оповещать врача или вводить лекарственные препараты (электронные насосы).

6. Квантовые компьютеры перерабатывают информацию на основе законов квантовой механики, используя представление о кубите (кв. бите информации, базирующееся на комбинации состояний 0 и 1 - 0+0; 0+1; 1+0; 1+1) вместо 0 и 1. Скорость работы увеличивается во много раз.

7. Интеллектуальные материалы – могут менять свои свойства, основываясь на внешнем ключе (фоторефрактивные полимеры – изменяют пропускание света от освещенности)

8. Самособирающиеся и самовосстанавливающиеся структуры – биоструктуры формируются самосборкой по молекулярному шаблону (кость) и способы залечивать свои повреждения.

9. Преобразователи энергии и новые источники энергии. Элемент Гретцеля (швейцарские часы) - соответствующая молекула окрашенного вещества поглощает квант солнечной энергии и переходит на более высокий энергетический уровень. Далее происходит разделение заряда («-» передается наночастице TiO2). Затем ей позволяют рекомбинировать, использую электрохимическую реакцию, и поглощенная энергия выделяется в виде электрического тока.

10. Нанофильтрация. Нанокатализаторы. Нанокомпозиционные материалы с высокой прочностью.

11. Инкапсуляция – заключение ферментов, молекул, лекарств в полупроницаемую оболочку и доставка их к месту лечения.

12. Молекулярные моторы - выработки и преобразование энергии молекулярными струями, например аминазинтрифосфатом Na/K (центральный элемент наноструктуры вращается как ротор двигателя).

13. Белковая и генная инженерия

14. Нейроэлектрические интерфейсы соединяют с помощью молекулярных структур нервную систему человека с компьютером. Компьютер может анализировать информацию нервной системы и давать сигналы мозгу.

15. Искусственный фотосинтез.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:478

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.