Нанотехнології - огляди, фотографії, відео

Проблема поганих доріг, всупереч розхожій думці, стосується не толькоУкаіни і пострадянського простору. Щорічно у всьому світі на ремонт дорожнього покриття йдуть величезні гроші, і питання створення дороги, яка б «чинила себе сама», далеко не такий даремний, як може здатися на перший погляд. Дуже приємно, що розробки в цій сфері ведуться і в нашій країні. Наприклад, недавно вчені НіТУ МИСиС розробили технологію виробництва «самовідновлюються асфальто-бетонних матеріалів для дорожнього покриття».

Відкритий космос не дуже-то придатний для життя людей місце. Але це зовсім не заважає земним ученим придумувати нові способи захисту крихкого людського організму від основних космічних небезпек. Опинившись у відкритому космосі, астронавти відчувають цілий ряд незручностей. Наприклад, низька гравітація порушує звичну роботу організму, а високий рівень радіації підвищує ризик онкологічних і інших захворювань. Саме тому команда дослідників з Австралійського національного університету розробила метаматериал. здатний динамічно відображати радіацію.

Інженери з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго створили нанорозмірних оптоволокно, що володіє неймовірним рівнем чутливості: воно здатне вловлювати коливання, вироблені завихреннями, створюваними рухаються бактеріями, а також звукові хвилі, створювані биткими клітинами серцевої тканини. У перспективі такий рівень чутливості дозволить фахівцям стежити за кожною окремо взятою кліткою і попереджати про зміни в процесі їх нормальної роботи.

Крихітні нанороботи, розробка та удосконалення яких останнім часом йде особливо активно, мають величезний потенціал в медичній практиці: від таргетированной доставки лікарських засобів до діагностики захворювань, руйнування тромбів і бляшок і навіть проведення операцій. Але основною перешкодою на шляху створення микромашин є їх можливості переміщення в рідкому середовищі. Деякі дослідники використовують для цих цілей лазер, світло і магнітні поля, але вчені з Інституту інтелектуальних систем Макса Планка (Німеччина) запропонували дещо інші підходи: пересування під дією ультразвуку і при впливі хімічних речовин організму.

Вчені, хоч і є людьми вкрай зайнятими, але при цьому і їм не чужа тяга до веселощів та відзначення різних подій. Правда от, іноді таке «веселощі» буває вкрай специфічним. Наприклад, група вчених з Лабораторії нановиробництва Західного університету в Онтаріо створила найменшого в світі на сьогоднішній день сніговика. Але просто так його побачити не вийде: для цього потрібен електронний мікроскоп, так як зростання у снеговичка всього-на-всього 3 мікрона.

Якщо подумати, людство вже досить давно уздовж і поперек вивчило структуру і будову молекули ДНК, і, здавалося б, що нового можна знайти в спиралевидной молекулі, що складається з декількох амінокислот? Виявляється, багато чого: наприклад, групі вчених з Пенсільванського університету вдалося за допомогою молекул ДНК створити мікроскопічні «м'язи», що приводяться в дію механічними властивостями молекул ДНК. Такі «м'язи» можуть бути використані при побудові наномашин.

Незважаючи на свою загальнодоступність, вода як і раніше приховує безліч дивовижних властивостей. І одне з таких властивостей недавно виявили дослідники з Массачусетського технологічного інституту. Справа в тому, що вода, поміщена в крихітні нанотрубки, може замерзати навіть при високих температурах.

Нова розробка - ультратонка прозора плівка - прекрасно проводить електричний струм. Вона може знайти собі застосування в електроніці, оскільки дослідниками наноматеріалів Іллінойсського університету в Чикаго (США) і Університету Корі (Південна Корея) був знайдений дешевий і простий спосіб виробництва такої плівки. Як електропровідного матеріалу використовуються срібні нанопроводи. Її можна буде використовувати в екранах цифрової електроніки, в тому числі і переносної.

Останнім часом все більша кількість вчених висловлюють свою думку з приводу штучного інтелекту, а робототехніка зайшла в створенні людиноподібних роботів так далеко, що деякі роботи зовні (але поки не внутрішньо) мало чим відрізняються від людини. Але давайте поглянемо на питання з іншого боку. Що, якщо розглянути будову людського організму з точки зору комп'ютера? Адже неспроста багато «комп'ютерні» терміни запозичені у людських органів і систем. Взяти хоча б ту ж нейросеть. Деякі вчені теж про це замислювалися ще дуже давно, висловлюючи ідею створення «генетичного комп'ютера». Тобто комп'ютера, розташованого буквально на ланцюжку ДНК. І нещодавно роботи в цій області зрушили з мертвої точки.

Принцип роботи світлових мікроскопів і збільшувальних стекол базується, крім оптичних властивостей і властивостей рефракції, на тому, що при використанні оптичних систем неможливо розглянути об'єкти, розмір яких менше, ніж довжина хвилі променів світла. Але вчені - дивовижні люди: вони постійно роблять те, що раніше здавалося неможливим, виходячи за загальноприйняті рамки. І недавно зуміли створити «збільшувальне скло», здатне сфокусувати світло на поверхні розміром з атом.

Що за «нанокар», запитаєте ви, і чому не «наномашин»? Все просто: справа в тому, що, поки великі автовиробники нарощують потужності двигунів і змагаються, чия машина швидше на треках «Формули-1», вчені, які обожнюють швидкість, розважаються інакше. Вони створюють нанокари: крихітні молекулярні машинки, що складаються з особливих молекул, які незабаром будуть змагатися в швидкості на «треках» в рамках NanoCar Race. першого в світі змагання самих маленьких карів в історії.

Вчені з Інституту біомедицини та біоінженерії США розробили новий спосіб визначення алкоголю в крові. Для цього досить нанести на будь-яку ділянку тіла особливу наклейку, що нагадує за зовнішнім виглядом тимчасове татуювання, в яку вбудовані спеціальні датчики. На даний момент це одна з найшвидших пристроїв, досить точно визначає рівень алкоголю в крові.

Неймовірно: група ізраїльських учених розробила пристрій, який використовує мозкові хвилі людини для дистанційного керування нанороботами на основі ДНК - коли ці нанороботи знаходилися всередині живого таргана. Підкоряючись уявному наказу людини, оболонка робота розкривається, подібно устриці, і вивільняє лікарську молекулу, яка править фізіологію клітин таргана.

Дослідники з лабораторії Джонатана Клауссен Університету штату Айова, які віддають перевагу називати себе наноінженерії, шукають способи використання графена і його вражаючих можливостей в створюваних ними сенсорах і інших технологіях. Йдеться про технології, що дозволяє друкувати графенові мікросхеми на папері за допомогою струменевого принтера. Розроблений вченими метод характеризується низькою собівартістю, що дуже важливо для технологій, які передбачається використовувати для реальних девайсів.

Останні кілька років ведуться роботи зі створення мініатюрних роботів, які змогли б здійснювати маніпуляції в різних відділах людського організму. І якщо раніше роботи могли лише пасивно подорожувати по кровоносному руслу або шлунково-кишкового тракту, то незабаром все може змінитися, адже створені мікроботи, здатні переміщатися під контролем людини, доставляти ліки і навіть проводити хірургічні операції.

У центрі нашої планети породи вагою в мільярди тонн створюють силу, яка в три мільйони разів перевищує атмосферний тиск на поверхні. Проте на стільниці своєї скромної лабораторії на півночі Баварії фізик Наталя Дубровінська може перевищити навіть це шалений тиск в кілька разів, завдяки пристрою, який вміщується у неї в руці.

Вчені Політехнічного університету Монреаля, Монреальського університету та Університету Макгілла здійснили вражаючий прорив в дослідженні раку. Вони розробили нових наноробототехніческіх агентів, здатних переміщатися по кровотоку і точно доставляти лікарський препарат в певні активні ракові клітини пухлини. Такий спосіб введення медикаментів забезпечує оптимальне поразку пухлини і не наражає на небезпеку найближчі органи і здорові тканини. В результаті знижується дозування препаратів, які надзвичайно токсичні для людського організму.

Як витягти колосальну вигоду з можливостей нанотехнологій і уникнути їх можливих негативних наслідків? Цим питанням задавалася Крістін Петерсон, коли створювала Foresight Institute, некомерційний мозковий центр, присвячений нанотехнологій, тридцять років тому. І зараз, каже вона, це питання продовжує її вести. За останні десять років нанотехнології істотно просунулися вперед і знайшли деяке практичне застосування. Деякі розробляють нанорозмірні зразки для медичних імплантатів, які могли б стимулювати зростання кісткових клітин і позитивну експресію генів. Інші працюють над створенням керованих наночастинок, які могли б виявляти і навіть знищувати ракові клітини.

З розвитком технологій ми починаємо помічати, як відповідає і починає змінюватися разом з цим розвитком навколишній нас світ. Незважаючи на те, що багато технологій в цьому списку вже починають потихеньку застосовуватися, деякі як і раніше залишаються лише в своєму зачатковому стані. Ми знаходимося на порозі нової технологічної ери в історії людства, і хоча до того майбутнього, що показано в науково-фантастичних фільмах, нам ще далеко, багато з технологій цього списку навіть більш футуристичні, ніж ми могли собі уявити.

Чим глибше ми занурюємося в 21 перше століття, тим виразніше проступають фантастичні можливості, які перед нами відкриваються. І тим виразніше ми відчуваємо похмурі почуття, коли про них думаємо. Перед вами десять страшних технологій, яких краще б ніколи не існувало. Коли ви з ними ознайомитеся, вам стане очевидно, що багатьом з цих технологій могли б знайти хороше застосування. Але важливо провести роздільну лінію між технологією як такої і тим, як її можна використовувати.

Вчені створили найменші двигуни, які в майбутньому можна буде використовувати для створення нанороботів, покликаних працювати навіть всередині клітин організму. Прогрес не стоїть на місці, розміри роботів зменшуються, але чому нанороботи замість того, щоб робити багато всього корисного, продовжують залишатися на сторінках науково-фантастичних романів? Відповідь проста: досить складно змусити цих маленьких роботів рухатися! Вчені, що працюють в цій галузі, досить довго намагалися сконструювати відповідний джерело енергії, але вжиті раніше спроби особливим успіхом не увінчалися. Роботи були дуже мляві, а енергії постійно не вистачало.

Два вчених, Джозеф Ванг з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго і Анна Балаза з Піттсбурзького університету, створили нанороботів, здатних чинити вийшли з ладу електричні ланцюги. Що цікаво, створити таких наноботов вчених надихнула сама мати-природа, а точніше особливості нашої (людської) кровоносної системи.

Згідно зі статистикою, більшість нещасних випадків на дорозі відбувається в сутінках або вночі: погана видимість - часто основна причина. Рішенням проблеми можуть бути інтелектуальні фари, які пристосовуються до поточної транспортної ситуації. Дослідники з Товариства Фраунгофера (Німеччина) у співпраці з виробничниками розробили систему освітлення з високою роздільною здатністю - більше ніж з 1000 світлодіодних пікселів, що пропонує значно більше можливостей для точного розподілу світлового потоку, ніж у попередніх рішень, плюс до цього ще й з енергозберігаючим ефектом .

Дослідники з Оптичного Дослідницького Центру університету Саутгемптона оголосили про розробку технології, що дозволяє «записувати дані в п'яти вимірах і зберігати їх протягом мільярдів років».

Вчені з Технологічного інституту Карлсруе (KIT) створили найменшу в світі ґратчасту структуру. Що складається з розпірок і скоб довжиною не більше 1 мікрометра і 200 нанометрів в діаметрі, конструкція має загальним розміром менше 10 мікрометрів, але при цьому може похвалитися підвищеним в порівнянні з більшістю твердих матеріалів коефіцієнтом міцності.