Проект "Нанотехнологии и их применение"
проект
В проекте "Нанотехнологии и их применение" рассматривается применение нанотехнологий в разных сферах жизни человека
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| 88.16 КБ |
Предварительный просмотр:
Департамент образования и науки
Ханты-Мансийского автономного округа - Югры
Б Ю Д Ж Е Т Н О Е У Ч Р Е Ж Д Е Н И Е
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА - ЮГРЫ
«Ю Г О Р С К И Й П О Л И Т Е Х Н И Ч Е С К И Й К О Л Л Е Д Ж»
(БУ «ЮГОРСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»)
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
Специальность 15.01.31 «Мастер контрольно-измерительных приборов
и автоматики»
Учебная дисциплина: Физика
НАНОТЕХНОЛОГИИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Автор
Борщ Владимир Андреевич курс 1 гр. КИП-231
Руководитель
Инна Николаевна Кулаева
К защите Защита принята с оценкой
_______________________
«____» ____________20___ г. «____» ____________20___ г.
Подпись________________ Подпись_________________
г. Югорск, 2024
СОДЕРЖАНИЕ
1. ЧТО ТАКОЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ? 5
1.1 ЧТО ТАКОЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ? 5
1.2 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ 5
2. ПРИМЕНЕНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ 11
2.1 ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ 11
2.2 КОМПЬЮТЕРЫ И МИКРОЭЛЕКТРОНИКА 13
2.3 НАНОМЕДИЦИНА И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 14
2.6 ПОЛЬЗА И ВРЕД НАНОТЕХНОЛОГИЙ 16
Введение
Нанотехнологии смело можно назвать фантастикой, которая стала реальностью. Человечество научилось уже управлять атомами. Современные технологии позволяют составлять из атомов различные устройства и механизмы, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. Наука, вобравшая в себя последние достижения в области изучения наномира, включающая в себя самые разные дисциплины, такие как биология, физика, химия и называется Нанотехнологией. Они уже давно ворвались в жизни человека и остались незаметными только потому, что не показали своих истинных возможностей. В недалеком будущем нанотехнология может стать одной из ведущих отраслей современной науки. Перспективы радужные. Некоторые рассматривают ее как панацею от всех бед, другие грозят бедами при неосторожном ее использовании. Тем не менее, нанотехнологии — это уже настоящее. Остается только надеяться, что люди разумно распорядятся ее потенциалом и направят ее энергию на благо человечества.
Цель: показать неограниченные возможности современной науки и техники в развитии нанотехнологий, познакомиться с современными достижениями и пробудить интерес к проблеме нанотехнологий.
Задачи проекта:
- Раскрыть понятие нанотехнологии, изучить направления науки.
- Изучить историю возникновения нанотехнологии.
- Проанализировать использование свойств объектов и материалов.
- Изучить основные задачи нанотехнологии.
- Изучить применение нанотехнологии в жизни человека.
- Провести анализ положительных и отрицательных воздействий данной технологии при ее использовании.
- Сделать презентацию о использовании нанотехнологий человеком.
- Провести соц. Опрос.
- Сделать выводы
Объект исследования: нанотехнологии.
Предмет исследования: сферы применения, возможности и перспективы нанотехнологий.
Гипотеза исследования: нанотехнологии используются во всех сферах, давая новые возможности и помогая решать самые сложные задачи.
Методы исследования: сбор материала по теме, его анализ и обработка, тестирование, создание презентации.
Выход проектного продукта: презентация о нанотехнологиях и областях их использования.
- Что такое нанотехнологии?
- ЧТО ТАКОЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ?
Нанотехнологии – это новое направление науки и технологии, активно развивающееся в последние десятилетия. Нанотехнологии включают создание и использование материалов, устройств и технических систем, функционирование которых определяется наноструктурой, то есть ее упорядоченными фрагментами размером от 1 до 100 нанометров.
Приставка "нано", пришедшая из греческого языка ("нанос" по-гречески - гном), означает одну миллиардную долю. Один нанометр (нм) – одна миллиардная доля метра.
Термин "нанотехнология" (nanotechnology) был введен в 1974 году профессором-материаловедом из Токийского университета Норио Танигучи (Norio Taniguchi), который определил его как "технология производства, позволяющая достигать сверхвысокую точность и ультрамалые размеры ...порядка 1 нм ...".
В мировой литературе четко отличают нанонауку (nanoscience) от нанотехнологий (nanotechnology). Для нанонауки используется также термин - nanoscale science (наноразмерная наука).
На русском языке и в практике российского законодательства и нормативных документов термин "нанотехнологии" объединяет "нанонауку", "нанотехнологии", и иногда даже "наноиндустрию" (направления бизнеса и производства, где используются нанотехнологии).[1]
- ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
Отцом нанотехнологии можно считать греческого философа Демокрита. Примерно в 400 г. до н.э. он впервые использовал слово "атом", что в переводе с греческого означает "неделимый", для описания самой малой частицы вещества. В 1661 году ирландский химик Роберт Бойль опубликовал статью, в которой раскритиковал утверждение Аристотеля, согласно которому все на Земле состоит из четырех элементов - воды, земли, огня и воздуха. Бойль утверждал, что все состоит из "корпускул" - сверхмалых деталей, которые в разных сочетаниях образуют различные вещества и предметы.
Стартовой точкой в борьбе за покорение наномира считается лекция Ричарда Фейнмана в 1959 г. «Там внизу — много места». Основной постулат этой лекции заключался в том, что с точки зрения фундаментальных законов физики автор не видит никаких препятствий к работе на молекулярном и атомном уровнях, манипулировании отдельными атомами или молекулами. Фейнман говорил, что с помощью определенных устройств можно сделать еще меньшие по размеру устройства, которые в свою очередь способны сделать еще меньшие устройства, и так далее вплоть до атомного уровня, т. е. при наличии соответствующих технологий можно манипулировать отдельными атомами.
То, что теперь называют нанообъектами, нанотехнологиями человек давно использовал в своей жизни. Египтяне, греки и римляне использовали наночастицы для создания красителей ещё несколько тысяч лет назад. В исследованиях проведённых в Центре исследований и реставрации французских музеев, установлено, что древние косметологи использовали соединения на основе свинца, из которых делали частички диаметром всего в 5 нанометров!
Вот еще один из наиболее ярких примеров (в прямом и переносном смыслах) — это разноцветные стекла. Например, созданный еще IV веке н.э. кубок Ликурга, хранящийся в Британском музее, при освещении снаружи — зеленый, но если освещать его изнутри — то он пурпурно-красный. Как показали недавние исследования с помощью электронной микроскопии, этот необычный эффект обусловлен наличием в стекле наноразмерных частиц золота и серебра.
Сначала люди изучали обычный мир, для наблюдения которого не надо было особых приборов. Благодаря появлению микроскопа в конце XIX века ученые стали проникать внутрь атома, изучать его строение. В 1909 г. используя альфа-частицы (ядра гелия, имеющие размер порядка 10–13 м) Резерфорду удалось «увидеть» ядро атома золота. Созданная на основе этих опытов планетарная модель атома Бора—Резерфорда дает наглядный образ огромности «свободного» места в атоме, вполне сравнимого с космической пустотой Солнечной системы.
В последние годы темпы научно-технического прогресса стали зависеть от использования искусственно созданных объектов нанометровых размеров (греческий термин «нанос» означает «гном»). Созданные на их основе вещества и объекты размером 1 – 100 нм называют наноматериалами, а способы их производства и применения - нанотехнологиями. Невооруженным глазом человек способен увидеть предмет, диаметром примерно 10 тыс. нанометров. Свойства материалов в наномасштабе отличаются от крупных масштабов из-за того, что в наномасштабе площадь поверхности на единицу объема чрезвычайно велика.
В самом широком смысле нанотехнологии – это исследования и разработки на атомном, молекулярном и макромолекулярном уровне в масштабе размеров от одного до ста нанометров; создание и использование искусственных структур, устройств и систем, которые в силу своих сверхмалых размеров обладают существенно новыми свойствами и функциями; манипулирование веществом на атомной шкале расстояний.[3]
- НАНОМАТЕРИАЛЫ
Создание материалов со свойствами, которые раньше невозможно было и представить, – еще одна возможность, которую нам предоставляют нанотехнологии. Чтобы считаться «нано», материал должен иметь один или несколько размеров, лежащих в нанодиапазоне. Либо быть созданным с использованием наночастиц или посредством нанотехнологий. Самая удобная на сегодня классификация наноматериалов – по размерности структурных элементов, из которых они состоят.
Нанообъект – это физический объект исследований и разработок, размеры которого принято измерять в нанометрах. Нанотехнология имеет дело как с отдельными нанообъектами, так и с материалами на их основе, а также процессами на нано-уровне.
К наноматериалам относятся такие материалы, основные физические характеристики которых определяются содержащимися в них нанообъектами.
Наночастица – это нанообъект, у которого все характерные линейные размеры имеют один порядок величины. Как правило, наночастицы имеют сфероидальную форму. Если в наночастице наблюдается ярко выраженное упорядоченное расположение атомов или ионов, то такие наночастицы называют нанокристаллитами. Наночастицы с выраженной дискретностью системы уровней энергии часто называют «квантовыми точками» или «искусственными атомами».
Самая удобная на сегодня классификация наноматериалов – по размерности структурных элементов, из которых они состоят.
Нульмерные (0D) – нанокластеры, нанокристаллы, нанодисперсии, квантовые точки. Ни одна из сторон 0D-наноматериала не выходит за пределы нанодиапазона. Это материалы, в которых наночастицы изолированы друг от друга. Первые сложные нульмерные структуры, полученные и применяемые на практике, – это фуллерены. Фуллерены – это сильнейшие антиоксиданты из известных на сегодняшний день. В фармакологии с ними связывают надежды на создание новых лекарств. Производные фуллеренов хорошо показывают себя в лечении ВИЧ. А при создании наномашин фуллерены могут быть использованы в качестве деталей. Наномашина с фулереновыми колесами на изображении выше.
Одномерные (1D) – нанотрубки, волокна и прутки. Их длина составляет от 100 нм до десятков микрометров, но диаметр укладывается в нанодиапазон. Самые известные одномерные материалы сегодня – это нанотрубки. Они обладают уникальными электрическими, оптическими, механическими и магнитными свойствами. В ближайшее время нанотрубки должны найти применение в молекулярной электронике, биомедицине, в создании новых сверхпрочных и сверхлегких композиционных материалов. Уже используются нанотрубки и в качестве игл в сканирующих туннельных и атомно-силовых микроскопах. Выше говорилось о создании на основе нанотрубок нанорадио. Ну и, конечно, на углеродные нанотрубки возлагается надежда как на материал для троса космического лифта.
Двумерные (2D) – пленки (покрытия) нанометровой толщины. Это всем известный графен – двумерная аллотропная модификация углерода (за графен вручена Нобелевская премия по физике за 2010 год). Менее известные общественности силицен – двумерная модификация кремния, фосфорен – фосфора, германен – германия. В прошлом году ученые создали борофен, который, в отличие от других двумерных материалов, получился не плоским, а гофрированным. Расположение атомов бора в виде гофрированной структуры обеспечивает уникальные свойства полученного наноматериала. Борофен претендует на лидерство по прочности на растяжение среди двумерных материалов.
Двумерные материалы должны найти применение в электронике, при создании фильтров для опреснения морской воды (графеновые мембраны) и создании солнечных батарей. Уже в ближайшее время графен может заменить окись индия – редкого и дорогого металла – при производстве сенсорных экранов.
Трехмерные (3D) наноматериалы – это порошки, волоконные, многослойные и поликристаллические материалы, в которых вышеперечисленные нульмерные, одномерные и двумерные наноматериалы являются структурными элементами. Плотно прилегая друг к другу, они образуют между собой поверхности раздела – интерфейсы.[4]
- ПРИМЕНЕНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
- ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
Очевидно, гигантские возможности нанотехнологий, которые открываются в таких направлениях, как медицина, химия, физика, биология и прикладных областях - военная промышленность, косметическая технология, ИТ-индустрия.
В наиболее общей постановке проблема применения нанотехнологий в медицине заключается в необходимости изменять структуру клетки на молекулярном уровне, то есть осуществлять «молекулярную хирургию». Она может состоять из таких операций как узнавание определенных фрагментов молекул и клеток, разрыве или соединении частей молекул, добавление или удаление молекулярных фрагментов, полной разборки и сборки молекул и клеточных структур по определенной программе.
В настоящее время уже есть опытные образцы наноконтейнер для прицельной доставки лекарств к пораженным органам и наноизлучателей для уничтожения злокачественных опухолей для создания материалов, необходимых при лечении ожогов и ран; в стоматологии в косметологии.
Нанотехнологии способны также стабилизировать экологическую обстановку. Новые виды промышленности не будут производить отходов, отравляющих планету, а нанороботы смогут уничтожать последствия старых загрязнений. Кроме того, нанотехнологии сейчас используются для фильтрации воды и других жидкостей.
Особые надежды на нанотехнологии возлагают специалисты в области электроники и информационных технологий. В 1965 году можно было уместить на одном чипе лишь 30 транзисторов. В 1971 году - 2 тыс. Сейчас один чип содержит около 40 млн транзисторов величиной 130-180 нанометров, и появились сообщения, что удалось создать транзистор размером 90 нанометров. Этот процесс сделал сложную электронную и компьютерную технику доступной для большинства потребителей.
Сегодня в разгар нанотехнологического бума, охватившего большинство сфер деятельности человека, именно вычислительная техника стала «испытательным полигоном» для нанотехнологии, проходя последовательные стадии миниатюризации элементов устройств, создаются. Наносистемы представляют собой в общем виде распределены среды с механизмами взаимодействия на наноуровне. Именно эти механизмы определяют процессы самосборки или самоорганизации на уровне структуры системы, которые приводят к появлению новых, возникающих на макроуровне свойств системы. В силу сходства принципов построения и функционирования распределенных систем на разных уровнях структурной организации, а также возникающих в них процессов и новых свойств, оказывается и ряд аналогий между системами, построенными на уровне наноразмеров, и макроскопическим распределенными системами.
Военные исследования в мире ведутся в шести основных сферах: технологии создания и противодействия «невидимости» (известные самолеты-невидимки, созданные на основе технологии stealth), энергетические ресурсы, системы (например, позволяющие автоматически чинить поврежденную поверхность танка или самолета), самостоятельно восстанавливаются, связь, а также устройства обнаружения химических и биологических загрязнений. Предполагалось, что в 2008 году будут представлены первые боевые наномеханизмы.
Нанотехнологии способны совершить революцию в сельском хозяйстве. Молекулярные роботы могут производить пищу, заменив сельскохозяйственные растения и животных. Например, теоретически возможно производить молоко прямо из травы, минуя промежуточное звено - корову. [2]
- КОМПЬЮТЕРЫ И МИКРОЭЛЕКТРОНИКА
Нанокомпьютер — вычислительное устройство на основе электронных (механических, биохимических, квантовых) технологий с размерами логических элементов порядка нескольких нанометров. Сам компьютер, разрабатываемый на основе нанотехнологий, также имеет микроскопические размеры.
ДНК-компьютер — вычислительная система, использующая вычислительные возможности молекул ДНК. Биомолекулярные вычисления — это собирательное название для различных техник, так или иначе связанных с ДНК или РНК. При ДНК-вычислениях данные представляются не в форме нулей и единиц, а в виде молекулярной структуры, построенной на основе спирали ДНК. Роль программного обеспечения для чтения, копирования и управления данными выполняют особые ферменты.
Атомно-силовой микроскоп - сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения, основанный на взаимодействии иглы кантилевера (зонда) с поверхностью исследуемого образца. В отличие от сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), может исследовать как проводящие, так и непроводящие поверхности даже через слой жидкости, что позволяет работать с органическими молекулами (ДНК). Пространственное разрешение атомно-силового микроскопа зависит от размера кантилевера и кривизны его острия. Разрешение достигает атомарного по горизонтали и существенно превышает его по вертикали.
Антенна-осциллятор - 9 февраля 2005 года в лаборатории Бостонского университета была получена антенна-осциллятор размерами порядка 1 мкм. Это устройство насчитывает 5000 миллионов атомов и способно осциллировать с частотой 1,49 гигагерц, что позволяет передавать с ее помощью огромные объемы информации. [1]
- НАНОМЕДИЦИНА И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Направление в современной медицине, основанное на использовании уникальных свойств наноматериалов и нанообъектов для отслеживания, конструирования и изменения биологических систем человека на наномолекулярном уровне.
ДНК-нанотехнологии - используют специфические основы молекул ДНК и нуклеиновых кислот для создания на их основе четко заданных структур.
Промышленный синтез молекул лекарств и фармакологических препаратов четко определенной формы (бис-пептиды).
В начале 2000-го года, благодаря быстрому прогрессу в технологии изготовления частиц наноразмеров, был дан толчок к развитию новой области нанотехнологии - наноплазмонике. Оказалось возможным передавать электромагнитное излучение вдоль цепочки металлических наночастиц с помощью возбуждения плазмонных колебаний. [1]
- РОБОТЫ
Нанороботы - роботы, созданные из наноматериалов и размером сопоставимые с молекулой, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Нанороботы, способные к созданию своих копий, т.е. самовоспроизводству, называются репликаторами.
В настоящее время уже созданы электромеханические наноустройства, ограниченно способные к передвижению, которые можно считать прототипами нанороботов.
Молекулярные роторы - синтетические наноразмерные двигатели, способные генерировать крутящий момент при приложении к ним достаточного количества энергии. [1]
- НАНОТЕХНОЛОГИИ В БЫТУ
Лейкопластырь: кусочек лейкопластыря, которым мы заклеиваем порез, имеет нанослой серебра, помогающий быстрее залечивать рану. Это потому, что серебро имеет антибактериальные свойства, которые действуют лучше с повышением площади поверхности, что обеспечивается наночастицами.
Зубная паста: почистите свои белоснежные зубы определенной пастой, и наночастицы минералов на основе гидроксиапатитов кальция заполнят микротрещины в эмали и сохранят зубы от кариозных полостей.
iPhone: в смартфонах используются самые разные нанотехнологии, и одной из самых гениальных является нанодатчик вибраций, фиксирующий движения телефона в игровых целях и для безопасности. Да, ваш iPhone знает, когда вы его уронили, и закрывает части своей системы для защиты. Даже если лопнет стекло с повышенной сопротивляемостью к ударам и царапинам, наночипы внутри продолжат работать.
Автомобильная краска: владельцам мерседесов больше не нужно бояться царапин на кузове автомобиля, так как наночастицы краски действуют, как слой микроскопических шариков, заполняя любые полости на поверхности.
Грязезащитная одежда: даже самые неаккуратные люди могут легко решить проблему пятен на одежде при помощи специального нанопокрытия. Оно представляет собой совершенно невидимое грязе- и водоотталкивающее средство для одежды из шерсти, шелка или синтетики. При этом воздухопроницаемость ткани остается прежней, на вид и на ощупь она остается совершенно без изменений.
Солнцезащитный крем: оксид алюминия – активный ингредиент в солнцезащитных средствах, поглощающих ультрафиолетовые лучи – распадается при смешивании с другими молекулами, такими как пот на коже. Поместите эти активные ингредиенты в наноэмульсию, и они останутся отделенными от окружающей среды и смогут выполнять свою поглощающую функцию.
Каноловое масло: многие белки и витамины не растворяются в воде, а потому их сложно добавлять в еду. Но если разбить их на нанокапли, проблема будет решена. Каноловое масло содержит нанокапли фитостеролов, которые позволяют держать на низком уровне содержание холестерина, а потому можно есть жареных цыплят круглые сутки и при этом не страдать от последствий накопления холестерина в организме. [2]
- ПОЛЬЗА И ВРЕД НАНОТЕХНОЛОГИЙ
Польза:
- Нанотехнологии помогут создать новое поколение лекарств. Многие неизлечимые болезни будут побеждены.
- На основе нанотехнологий будут созданы новые образцы вооружений, новые системы защиты, что улучшит обороноспособность страны.
- Благодаря развитию нанотехнологий произойдет революция в компьютерных технологиях.
- Нанотехнологии позволят решить энергетические проблемы, их внедрение позволит более эффективно использовать традиционные и откроет путь к новым источникам энергии.
Вред:
- Нанотехнологии станут причиной новых болезней, от которых не спасут даже новые "нанолекарства".
- Новое вооружение на основе нанотехнологий может попасть в руки террористов, что приведет к хаосу и войне.
- Разработка наносенсоров, нанодатчиков и прочих систем отображения и передачи информации в итоге поставит крест на неприкосновенности частной жизни.
- Развитие индустрии производства наноматериалов приведет к еще более серьезному загрязнению окружающей среды.
Некоторые ученые опасаются, что рано или поздно наступит век механизации, и роботы захватят мир.
Японские эксперты настаивают на более серьезном подходе к проблемам, связанным с использованием нанотехнологий. Иначе, при всей пользе нанотехнологий, последствия для здоровья людей и окружающей среды могут быть ужасными. В рамках различных экспериментов установлено, что наноэлементы могут легко впитывать загрязнения и распространять их в окружающей среде. А отдельные вещества, разработанные на базе нанотехнологий, могут вызывать опасные повреждения внутренних органов.
Нанотехнологии, помимо положительного эффекта в самых разных областях, таят в себе и опасности для человечества, считают японские ученые. Речь, в первую очередь, идет об экологических проблемах, связанных с нанотехнологиями. При этом ученые отмечают, что в самой Японии ситуация с нанотехнологиями воспринимается в радужных тонах, в то время как на Западе этими проблемами заняты всерьез.
Эксперты прогнозируют различные неблагоприятные воздействия нанотехнологий на окружающий мир и здоровье человека. При этом возникают серьезные споры и ряд экспертов советует наложить мораторий на некоторые виды материалов.
С. Клочков из Института физиологически активных веществ РАН пояснил, почему наноматериалы ведут себя иначе, чем их химические аналоги, состоящие из более крупных частиц. Большая кривизна поверхности наночастиц и изменение топологии связи атомов на поверхности приводит к изменению их химической активности. Вследствие этого существенно изменяется растворимость, реакционная и каталитическая способность вещества, что, в свою очередь, увеличивает образование свободных радикалов и активных форм кислорода. Наночастицы могут встраиваться в клеточные мембраны, проникать в клеточные органеллы и, тем самым, изменять их функции. Кроме того, наноматериалы электрически заряжены, что облегчает на них адсорбцию различных токсических веществ, и они легче проникают через барьеры организма.
В мире разгорается спор об опасности нанотехнологий для всего живого на планете.
Для доказательства своей правоты Шейла Дэвис проводит простой эксперимент: она берет шесть пар новых мужских носков, содержащих наночастицы серебра для предотвращения развития бактерий и образования неприятного запаха. Носки она помещает в стеклянную емкость, добавляет дистиллированную воду, а потом начинает встряхивать контейнер в течение часа—так, словно это делает обычная стиральная машина. Далее берется анализ воды, которая, как и ожидалось, содержит множество наночастиц серебра, смытых с носков.
— Если эту воду вылить в аквариум, то все рыбы и моллюски станут бесплодными, —говорит Шейла Дэвис, директор экологической организации Silicon Valley Toxics Coalition. —Наночастицы, свободно проникающие сквозь клеточные мембраны, вызывают не только нарушения репродуктивных функций, но и рак мозга. А теперь представьте, сколько этих наночастиц попадает при стирке одежды в канализационную систему, а оттуда в естественные водоемы и какую угрозу мы создаем нашей водной экосистеме! [2]
СОЦИОЛОГИЧЕСКИЙ ОПРОС
Мы слышим о нанотехнологиях с экранов телевизоров и по радио, читаем о них в газетах, журналах и сети Интернет. А что мы знаем о них на самом деле?
Мы решили спросить два поколения людей в нашем колледже: студенты – младшее поколение, и их родители – старшее поколение. Количество опрашиваемых были равны, по 20 человек.
Мы составили 9 вопросов. Результаты ответов вы видите на экране.
Наши выводы таковы: 98% опрашиваемых знакомы с какими-либо нанотехнологиями или слышали о них, из которых 100% учащихся знают о существовании наноиндустрии и науки – нанохимии. В то время как 96% родителей слышали о наноиндустрии и лишь 60% о нанохимии.
Но вот, что интересно, именно младшее поколении в 96% считают, что нанотехнологии помогут им в жизни, а старшее поколение – всего лишь 70%. Учащиеся в 5% случаях используют нанотехнологии в досуге и профессиональной деятельности. У родителей же это число составляет 0%.
Младшее поколение в количестве 75% могут провести примеры нанотехнологий в жизни, а 25% сталкивалось с ними в повседневности. У старшего поколения оба этих параметра одинаковы и равны 17%.
Студенты хорошо интерпретируют понятия «наноиндустрия» (100%) и «нанотехнология» (100%), но хуже понятие «нанохимия» (79%). В то время как у родителей «наноиндустрия» - 96%, «нанотехнология» - 96%, а «нанохимия» - 35%.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Наноуровень представляет собой переходную область от уровня молекулярного, образующего базис существования всего живого, состоящего из молекул, к уровню Живого, уровню существования самовоспроизводящихся структур, а наночастицы, представляющие собой супрамолекулярные структуры, стабилизированные силами межмолекулярного взаимодействия, представляют собой переходную форму от отдельных молекул к сложным функциональным системам. Природа давно придумала и использует в живых системах супрамолекулярные структуры. Мы же далеко не всегда можем понять, а тем более повторить то, что Природа делает легко и непринужденно.
Нанотехнологии перевернут мир, как раньше перевернули его информационные технологии. Сначала человек превратил цифру в информацию, что привело к появлению компьютеров. Теперь мы превратим с помощью нанотехнологий в цифру саму материю. Материальная сфера будет полностью оцифрована, аналоговый мир устареет. Ученые, которые работают в области нанотехнологий, неизбежно уйдут от узкой специализации и станут натурфилософами, как во времена Ньютона, когда науки еще не были разъединены, но существовала их интеграция. Но нельзя ждать от нее милостей, надо у нее учиться.
Проделав эту работу, я могу сделать 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. В настоящее время нанотехнология — это весьма обширная область исследований, включающая в себя целый ряд направлений физики, химии, биологии, электроники, медицины и других наук.
4. 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.
5. 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.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Неофициальный сайт «Нанотехнологии и области их применения» [Электронный ресурс]: - режим доступа: https://intalent.pro/article/nanotehnologii-i-oblasti-ih-primeneniya.html [1]
- Неофициальный сайт «исследовательский проект нанотехнологии | Проект по физике (11 класс): | Образовательная социальная сеть» [Электронный ресурс]: - режим доступа: https://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2021/11/23/issledovatelskiy-proekt-nanotehnologii [2]
- Неофициальный сайт «Учебно-исследовательский проект «нанотехнологии» д омодедово - 2012 - Автореферат диссертации» [Электронный ресурс]: - режим доступа: https://textarchive.ru/c-2486947.html [3]
- Неофициальный сайт «Погружение в наномир: нанообъекты и их возможности» [Электронный ресурс]: - режим доступа: https://naked-science.ru/article/nakedscience/pogruzhenie-v-nanomir [4]