Существует несколько методов создания наноматериалов.
Подходы сверху вниз. Начиная с более крупного куска материала, мы можем использовать такие инструменты, как литография, чтобы вырезать или протравить материал вплоть до наномасштаба. Ученые делают это, используя различные методы, такие как лазерная абляция, химическое травление или механическое фрезерование. Этот подход используется при изготовлении интегральных схем в электронике.
Подходы снизу вверх. Эти методы
https://trinixy.ru/255996-nanotehnologii-v-programmirovanii.html включают в себя создание материалов из более мелких компонентов, таких как атомы или молекулы. Это можно сделать с помощью таких методов, как химический синтез или самосборка. Одним из примеров применения нанотехнологий, где используется подход снизу вверх, является синтез наночастиц.
Самосборка. Эта техника подразумевает проектирование материалов или структур таким образом, чтобы они спонтанно организовывались в желаемую наноструктуру. Мы можем сделать это, используя такие методы, как самосборка с помощью шаблона или направленная самосборка. Мы можем наблюдать самосборку в действии при производстве блок-сополимеров.
Физическое осаждение из паровой фазы. Это подразумевает испарение материала и его последующее осаждение на поверхность материала для образования тонкой пленки, например, в покрытии режущих инструментов.
Химическое осаждение из паровой фазы. Это включает реакцию газа с поверхностью для создания тонкой пленки желаемого материала, что мы видим при производстве тонких пленок для солнечных элементов.
Больше от этого эксперта
Что такое глубокое обучение и как оно работает?
Каковы преимущества нанотехнологий?
Нанотехнологии имеют множество потенциальных преимуществ, в том числе:
Улучшенные материалы. Наноматериалы могут быть прочнее, легче и долговечнее традиционных материалов. Эти улучшения могут привести к широкому спектру применений в ряде отраслей, включая строительство, транспорт и потребительские товары.
Повышение энергоэффективности. Мы можем использовать наноматериалы для создания более эффективных батарей и солнечных элементов. Эти материалы могут помочь снизить нашу зависимость от ископаемого топлива и сократить выбросы парниковых газов.
Улучшенные методы лечения. Мы можем использовать нанотехнологии для создания более целенаправленных и эффективных лекарств, а также диагностических инструментов и медицинских приборов.
Улучшенная фильтрация и очистка воды. Мы можем использовать наноматериалы для создания более эффективных фильтров для удаления загрязняющих веществ из воды.
Улучшение безопасности пищевых продуктов и сельского хозяйства. С помощью нанотехнологий мы можем создавать датчики для обнаружения загрязнителей пищевых продуктов, а также удобрения и пестициды, которые будут более целенаправленными и менее вредными для окружающей среды.
Каковы риски нанотехнологий?
Существуют также потенциальные риски, связанные с нанотехнологиями, в том числе:
Риски для здоровья и окружающей среды. Мы пока не до конца понимаем долгосрочные последствия воздействия наноматериалов на здоровье. Существуют опасения, что нанотехнологии в пище, например, могут быть вредны для человека и окружающей среды. Использование нанотехнологий в пестицидах добавляет еще одну угрозу для человека и окружающей среды.
Экономические риски. Нанотехнологии могут подорвать традиционные отрасли и создать экономическое неравенство. Функционирующий нанокомпьютер будет в сотни раз более мощным в вычислительном отношении, чем самые мощные обычные компьютеры. Он может дать тем, у кого есть доступ к технологии, значительное преимущество в таких областях, как торговля акциями, финансовое моделирование и другие отрасли с интенсивным использованием данных. Нанокомпьютер также может привести к вытеснению рабочих мест, поскольку определенные задачи и отрасли будут автоматизированы мощной технологией.
Этические риски. Существуют также этические проблемы, связанные с использованием нанотехнологий, такие как возможность их использования в военных целях или для наблюдения. В сфере здравоохранения внедрение нанотехнологий может привести к вредным побочным эффектам и также поднять вопросы о конфиденциальности данных.
Читать дальше →