close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Литейное производство черных и цветных металлов

код для вставки
«Нано» означает одну миллиардную долю какойлибо величины.
Нанотехнологии – это технологии,
манипулирующие веществом на уровне атомов
и молекул.
Слово «атом» в переводе с греческого означает
«нераскалываемый».
Днем рождения нанотехнологий считается
29 декабря 1959 г.
Ричард Фейнман ввел понятие ассемблера –
молекулярной наномашины, которая может
построить любую молекулярную структуру.
Рибосома, синтезирующая белок в живых
организмах - пример природного ассемблера.
Рибосомы внутри клетки –
специализированные
нанороботы.
В силу того, что нанотехнология — междисциплинарная
наука, для проведения научных исследований
используют те же методы, что и «классические»
биология, химия, физика.
Сканирующий зондовый микроскоп —
микроскоп высокого разрешения, основанный
на взаимодействии иглы кантилевера (зонда) с
поверхностью исследуемого образца.
Наноматериалы, используемые в
машиностроении и электронике материалы, разработанные на
основе наночастиц с
уникальными характеристиками,
вытекающими из
микроскопических размеров их
составляющих. Их основных 4 –
это:
1.Углеродные нанотрубки
–протяжённые
цилиндрические
структуры
диаметром от одного до
нескольких
десятков
нанометров и длиной до
нескольких
сантиметров
состоящие из одной или
нескольких
свёрнутых
в
трубку
гексагональных
графитовых
плоскостей
(графенов) и заканчиваются
обычно
полусферической
головкой.
Прочность этих
трубок превышает
прочность стали в
десятки раз, они
выдерживают
нагрев до 2500
градусов
и
давление в тысячи
атмосфер.
Эта прочность
свойственна
и
изготовленным на
их
основе
материалам.
2.Фуллерены–
молекулярные соединения,
принадлежащие
классу
аллотропных форм углерода
(другие — алмаз, карбин и
графит) и представляющие
собой выпуклые замкнутые
многогранники,
составленные из чётного
числа
трёхкоординированных
атомов углерода.
Фуллерены используются для создания углеродных
трубок (или нанотрубок) диаметром 0,8 нм.
Кроме того, открылась возможность собирать
из нанотрубок различные наномеханизмы с
зацепами и шестеренками.
3. Графен – монослой
атомов
углерода,
полученный в октябре 2004
года
в
Манчестерском
университете (The University
Of
Manchester).
Графен
можно использовать, как
детектор молекул (NO2),
позволяющий детектировать
приход и уход единичных
молекул. Графен обладает
высокой подвижностью при
комнатной
температуре.
Обсуждают
графен,
как
перспективный
материал,
который заменит кремний в
интегральных микросхемах.
4. Наноаккумуляторы – в
начале 2005 года компания
Altair
Nanotechnologies
(США) объявила о создании
инновационного
нанотехнологического
материала для электродов
литий-ионных
аккумуляторов,
плотность
энергии в которых будет в
несколько раз больше, чем в
традиционных
батареях
этого типа. На практике это
означает
возможность
создания
аккумуляторов
меньшего
размера
при
сохранении
их
первоначальной ёмкости.
Использование вышеназванных наноматериалов (в частности УНТ) в
изделиях, изготовленных по новой методологии для отраслей
машиностроения повышает их ресурс от 200 до 500%.
Основные сферы применения наноматериалов в передовых отраслях
экономики:
- Машиностроение (В частности автомобилестроение):
 Уже
используется
серийное
производство
ремонтновосстановительного состава «Нанотехнология» для обработки
механических деталей испытывающих трение (двигатели,
трансмиссия).
 Нанопримеси на основе оксида церия добавляют в дизельное
топливо, что позволяет на 4-5% повысить КПД двигателя и
снизить степень загрязнения выхлопных газов
 Изготовленные по нанотехнологиям прозрачные лако-красочные
покрытия позволяют защитит кузов от царапин в 3 раза
эффективнее, чем обычный лак; а также сохраняют блеск
машины на 40% сильнее, чем покрашенные обычной краской.
Данный лак полностью отвечает требованиям Mercedes
относительно устойчивости к воздействию химических
элементов находящихся в воздухе
Например,
инженеры
компании
Toyota
добавляет
композиционный
материал на основе УНТ
в пластиковые бамперы
и дверные панели своих
автомобилей.
Помимо
повышения прочности и
снижения
массы,
пластик со смолой из
УНТ
становится
электропроводным,
и
его можно покрывать
теми же красками с
электрическим
нанесением,
что
и
металлические детали.
Уже существуют легко очищающиеся и
покрытия для материалов, основанные
диоксида кремния.
 Используются
самоочищающиеся
основе эффекта лотоса. Наночастицы

водоотталкивающие
на использовании
поверхности
на
диоксида титана
отталкивают грязь и позволяют создать самоочищающиеся
поверхности.
Из серийных моделей
автомобилей
гидрофобное
покрытие
наносится
на боковые стекла
Nissan
Terrano
II.
Благодаря чему во
время дождя стекло
остается
вполне
прозрачным
- В электронике
 Нанотрубки применяются как хорошие проводники, а также
и полупроводники. Китайские и американские ученые
совместно разработали нанолампочку, в которой нитью
накаливания служит не вольфрамовая проволочка, а
углеродные нанотрубки. Лампочка с УНТ более экономичная
- при равном напряжении она испускает больше света.
 Компания Toshiba разработала литиево-ионную батарею на
основе наноматериалов, которая заряжается примерно в 60
раз быстрее обычной. За одну минуту её можно заправить
на 80%, а полная ёмкость аккумулятора (у первого образца
она была равна 600 миллиампер-часов) заполняется через
несколько минут

Солнечные батареи. Солнечную батарею толщиной в
бумажный лист, которую можно гнуть и сворачивать, создала
японская электротехническая компания Sharp. Батарея в виде
пленки имеет толщину от 1 до 3 микрометров - то есть, от
одной до трех тысячных миллиметра. Это меньше
современных аналогов примерно в сто раз. Компания
собирается начать промышленное производство новики уже в
этом году. Слоями солнечных батарей планируется
покрывать мобильные телефоны, автомобили и даже
специальную одежду.
В будущем основой микропроцессоров станет графен –материал,
обладающий уникальными свойствами, вытеснив современные
полупроводники. Кроме того, этот материал также невероятно
прочен.
 С появлением новых средств наноманипулирования возможно создание
механических компьютеров, способных в кубе с ребром 100 нм
функционально повторить современный микропроцессор.
– В авиакосмической промышленности:
 Применяется кремниевый аэрогель – лучший в мире твердый
теплоизолятор (изоляция до 800°С) и имеет высокую акустическую
изоляцию - скорость звука при прохождении через аэрогель составляет
лишь 100 м/сек.
 Нанопророшок алюминия ускоряет сгорание твердого ракетного
топлива.
 Предполагается выполнять ракетные двигатели которые могли бы
менять свою форму в зависимости от режима.Также станет
реальностью изготовить конструкцию более прочную, чем сталь, более
легкую, чем дерево, которая сможет расширяться, сжиматься и
изгибаться, меняя силу и направление тяги. Космический корабль
сможет преобразиться примерно за час.

Как и нанотехнологии, наноматериалы дадут нам возможность серьезно
говорить о пилотируемых полетах к различным планетам Солнечной
системы.
В перспективе, любые молекулы будут собираться подобно
детскому конструктору. Для этого планируется использовать
нанороботов (наноботов).
С помощью нанотехнологий мы сможем
экономить время, получать больше благ за
меньшую цену, постоянно повышать уровень и
качество жизни. Но надо сказать, что
нанотехнология – это молодая наука, результаты
развития которой могут до неузнаваемости
изменить окружающий мир.
Поэтому важнейшей необходимостью в последние перед
неизбежным нанотехнологическим «бумом» годы становится
воспитание человеколюбия. Только разумные и гуманные люди
могут превратить нанотехнологии
в ступеньку к познанию Вселенной
и своего места в этой Вселенной.
Автор
obmen.xy
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
31
Размер файла
2 121 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа