Материал: Нанотехнологии для всех (Рыбалкина), 2005, c.444
Мария Рыбалкина
НАНОТЕХНОЛОГИИ для всех
Большое в малом
www.nanonewsnet.ru
Мария Рыбалкина
Нанотехнологии для всех Большое в малом
Художник |
Антон Зубенко |
Дизайнер обложки |
Александр Куринный |
Литературный редактор |
Валентина Свидиненко |
Фото на обложке |
Маргарита Молчанова |
Вы не знаете, что такое нанотехнологии? На что похож фуллерен и чем уникальна нанотрубка? Никогда не слышали про Космический лифт, который НАСА планирует построить к 2018 году? А про японские автомобили на экологически чистых топливных ячейках? Не знаете из чего можно сделать наноробота и как работают самоочищающиеся покрытия? Так вот знайте, что в США и Японии об этом уже знает каждая домохозяйка...
Нанотехнологии это "самые высокие" технологии, на развитие которых ведущие экономические державы тратят сегодня миллиарды долларов. По прогнозам ученых нанотехнологии в XXI веке произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую в ХХ произвели компьютеры в манипулировании информацией", а их развитие изменит жизнь человечества больше, чем освоение письменности, паровой машины или электричества.
"Нанотехнологии для всех" это первая в России научно популярная книга по нанотехнологиям предназначенная специально для новичков. В отличие от традиционных учебников, книга написана живым интересным языком, рассказывающим о сложных вещах в простой и занимательной форме. В то же время, охвачены все основные направления современной нанотехнологии с учетом российской действительности и самой свежей информации ведущего аналитического агентства Nanotechnology News Network. Рекомендуется к чтению всем, кто идет в ногу со временем..
Дорогие друзья!
Вы держите в руках уникальную книгу, посвященную пос ледним достижениям современной науки и техники.
Нанотехнология высокотехнологичная отрасль, направ ленная на изучение и работу с атомами и молекулами. Разра ботки в этой области ведут к революционным успехам в меди цине, электронике, машиностроении и создании искусствен ного интеллекта. Если 10 лет назад единицы людей представля ли себе, что такое нанотехнологии, то, через 5 лет, по оценкам экспертов, вся промышленность будет развиваться, используя технологии работы с атомами и молекулами.
С помощью нанотехнологий можно очищать нефть и побе дить многие вирусные заболевания, можно создать микроско пических роботов и продлить человеческую жизнь, можно по бедить СПИД и контролировать экологическую обстановку на планете, можно построить в миллион раз более быстрые компь ютеры и освоить Солнечную систему.
А представьте себе ноутбук с нанотехнологическими топ ливными ячейками вместо батареек. Такая машина, созданная японской компанией, может работать сутками без подзарядки.
Юниаструм Банк, один из крупнейших и динамично разви вающихся банков страны, традиционно поддерживает развитие нанотехнологий в России. В этом году мы выступили спонсора ми II Всероссийского Конкурса молодежных проектов в облас ти нанотехнологий, проводимого компанией Nanotechnology News Network, а в прошлом году профинансировали награжде ние победителей аналогичного конкурса.
В настоящее время мы оказываем активную поддержку об разованию и информационному обеспечению в этой области. При поддержке Банка создан и ведущий сайт по нанотехноло гиям в России http://www.nanonewsnet.ru
Тот факт, что удалось подготовить и выпустить книгу, пос вященную нанотехнологиям, заслуживает восхищения и само го высокого одобрения. Автору книги удалось удивительным образом собрать ценнейшие материалы воедино, буквально по крупицам. Мы выражаем свою уверенность, что Вы получите настоящее удовольствие и радость от прочтения этой книги.
ПредседательСоветадиректоровЮниаструмБанка Г.Писков
Президент Юниаструм Банка |
Г.Закарян |
Содержание
Зачем читать эту книгу? |
1 |
Глава 1. Введение в нанотехнологии |
|
Основные понятия |
9 |
Краткая справка по истории нанотехнологий |
20 |
Оборудование нанотехнологии |
22 |
Самосборка |
31 |
Наноэффекты в природе: удивительные лапки |
32 |
Фуллерены и углеродные нанотрубки |
35 |
Ультрадисперсные наноматериалы |
42 |
Будущее нанотехнологий: проблемы и перспективы |
43 |
Небывалые возможности |
45 |
Опасности, которыми не следует пренебрегать |
58 |
Нано на стыке наук |
61 |
Наноиндустрия в России и за рубежом |
64 |
Глава 2. Законы квантового мира |
|
Как возникла квантовая физика |
69 |
Основные понятия и законы квантовой механики |
75 |
Структура атома |
76 |
Принципы работы лазера |
80 |
Корпускулярно волновой дуализм нанообъектов |
85 |
Квантовые пределы точности измерений |
88 |
Волновая функция и вероятностный характер поведения квантовых объектов |
91 |
Основные положения теории вероятностей |
93 |
Уравнение Шредингера и Периодическая система элементов Менделеева |
99 |
Квантовые размерные эффекты |
105 |
Почему нельзя смешивать законы классической и квантовой физики |
107 |
Квантовые эффекты, обеспечивающие реализацию эталонов физических величин |
109 |
Квантовые точки, проволоки и плоскости |
111 |
Квантовая механика и компьютер |
112 |
Сверхпроводимость и сверхтекучесть |
114 |
Квантовая телепортация |
116 |
Соображения по поводу вероятностной интерпретации квантовых явлений |
118 |
Глава 3. Нанохимия и наноматериалы |
|
Химическая связь |
122 |
Что такое нанохимия? |
129 |
Объекты нанохимии. Классификации наночастиц |
132 |
Способы получения наночастиц |
139 |
Получение углеродных наночастиц – фуллеренов и нанотрубок |
142 |
Примеры уникальных свойств некоторых наночастиц |
147 |
“Умные” материалы |
152 |
Алмазоид – наноматериал будущего |
162 |
Перспективы применения алмазоида |
164 |
Глава 4. Наноэлектроника и МЭМС |
|
Появление и развитие полупроводниковой электроники |
169 |
Электропроводность |
170 |
Электронно дырочный переход |
174 |
Диод |
176 |
Транзистор |
176 |
Интегральная микросхема |
179 |
Как делают микросхемы |
180 |
Развитие литографии |
183 |
Проводящие полимеры |
185 |
Появление и развитие MЕMS и NEMS технологии |
189 |
Сенсоры |
196 |
Проект “Умная пыль” |
199 |
Проект “Электронный нос” |
202 |
Проект “Электронный язык” |
207 |
Проект “Видеоочки” |
209 |
Наноэлектроника |
210 |
Проекты наномоторов |
216 |
Глава 5. Инструменты нанотехнологии |
|
История развития микроскопии |
224 |
Оптический микроскоп |
224 |
Разрешающая способность микроскопов |
227 |
Электронный микроскоп |
228 |
Сканирующая зондовая микроскопия |
232 |
Сканирующий туннельный микроскоп |
233 |
Атомно силовой микроскоп |
233 |
Типы кантилеверов |
234 |
Сканирующий оптический микроскоп ближнего поля |
235 |
Наноиндентор |
236 |
Сканирующие зондовые лаборатории |
238 |
Учебное нанотехнологическое оборудование “УМКА” |
239 |
Нановесы |
241 |
Спектроскопия |
242 |
Моделирование наноструктур |
243 |
Визуализационное моделирование |
245 |
Вычислительное моделирование |
245 |
Инженерное моделирование |
250 |
Механосинтез и нанофабрика |
254 |
Преодоление проблемы массового производства наноструктур |
269 |
Электроосаждение |
270 |
Мягкая литография |
270 |
Рисование и печать |
271 |
Биосинтез |
272 |
Глава 6. Биотехнологии и наномедицина |
276 |
Основные понятия биотехнологии |
278 |
Общая схема биотехнологического производства |
283 |
Примеры биотехнологических производств |
286 |
Основные механизмы генной инженерии |
292 |
Технология рекомбинантной ДНК |
292 |
Получение инсулина |
300 |
Получение интерферонов |
301 |
Трансгенные животные |
301 |
Трансгенные растения |
302 |
ГМ–продукты: за и против |
305 |
О проекте “Геном человека” |
308 |
Некоторые сведения о человеческом геноме |
311 |
Функции генов |
311 |
Генетическая общность человека и других биологических видов |
312 |
Протовирусы |
313 |
Упаковка ДНК в хромосому |
313 |