Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Постинг
08.10.2007 23:47 - Нанотехнологиите
Автор: stanchev Категория: Технологии   
Прочетен: 8794 Коментари: 5 Гласове:
0

Последна промяна: 19.10.2007 13:39

Постингът е бил сред най-популярни в категория в Blog.bg
 Най-често признанието за вдъхновяването на идеята за нанотехнологиите се приписва на Ричард Филипс Фейнман, който през 29 Декември 1959г. произнася своята реч There"s Plenty of Room at the Bottom. Тогава той не е използвал думата „нанотехнология”, но заявява, че когато учените започнат да манипулират отделните атоми, ще може да се синтезира абсолютно всяко нещо.    image
    Той описва как цялата енциклопедия Британика може да се помести върху главата на топлиика.   image

и как всичките книги на света могат да се поберат в едно списание. 

image

Още повече ако вместо да се намалява размера, информацията се кодира в компютърен формат и ако се използва не само повърхността, но и обема, то тя би се събрала в една единствена прашинка.    В своята лекция Феинман посочва и няколко пътя на изследване, свързани с правенето на по малки и по-бързи компютри, и по късно от там произлиза и дефиницията за нанотехнология. Фейнман не е имал ясна концепция за това как да се направят подобни устройства и е предложил награда от 1000 долара на човека, който пръв успее да намали една обикновена страница текст 25000 пъти. Тази награда е дадена чак през 1985г. По късно Фейнман става носител на нобелова награда за физика, за изследвания в областта на квантовата електродинамика. По-късно се появява и нещо като дефиниция за нанотехнология – технология която е с размери от 1 до 100 nm. 1 nm е една милиарна част от метъра. Представката „нано” идва от гръцката дума „nanos”, която означава „джудже”. Ако приемем, че носът ни е с размери 1нм. то тогава една кръвна клетка би имала размерите на Емпайеър Стейт Билдинг.     Изследванията в тази област започват бавно и постепенно. През 1981 г. в швейцарското отделение на IBM е създаден тунелният микроскоп. Принципът на действие е прост - остра игла, на която е подадено неголямо напрежение, се позиционира на няколко nm от повърхността на изследвания материал. В края си тя има отвор с ширината на един атом.Под действие на напрежението от острието на иглата тунелират електрони и възниква малък ток. Промяната на положението на иглата с разстояние, по-малко дори от размера на един атом, предизвиква рязка промяна на протичащия през нея ток.  Повърхността може да бъде сканирана, като иглата се премества хоризонтално и се фиксират промените в тунелния ток, протичащ през нея. На получената картина могат да бъдат различени отделните атоми.

  Оказало се е обаче, че с помощта на тунелния микроскоп не само може да се получи образ, но и да се въздейства върху отделни атоми от изследваната повърхност. Чрез прилагането на подходящо напрежение един атом може да бъде "взет" с върха на иглата, преместен и "оставен" на подходящо място. През 1990 г. една снимка обиколи света: върху никелов монокристал с отделни ксенонови атоми бяха изписани буквите "IBM". Височината на "шрифта" беше 5 атома, а като "принтер" беше използван сканиращ тунелен микроскоп. Учените се убедиха, че атомите могат да бъдат организирани от човека в различни конфигурации.

 image  

image   Друго по важно откритие през 1985 е нова форма на молекула от въглерод. Тази форма е кръгла молекула, изградена от 60 въглеродни атома. По-късно през 1991г благодарение на това откритие са направили така наречените въглеродни нанотръби. Тези нанотръби са 50 000 пъти по тънки от човешки косъм, 100 пъти по здрави от стомана и същевременно 6 пъти по леки. Това откритие вече се използва масово за произвеждане на високо технологични продукти.    image   Тези открития са по-скоро изключения отколкото правило. След популяризирането на думата „нанотехнология” следва естествено и нейната комерсиализация. В днешно време нанотехнологичното производство е ориентирано главно към производството на по-добри материали, като чисто и просто се комбинира напредналата химия с някои от знанията произлезли от нанотехнологиите. Доста от съвременните продукти, които ползваме ежедневни минават за нанотехнология – от козметични продукти, през различни покрития, до тенис ракети и топки. На практика производството на тези продукти е на принципа – големи машини правят малки продукти, който е пълна противоположност на оригиналния замисъл – малки машинки да правят големи неща.    image
Ерик Дрекслер е един от най-големите превърженици на нанотехнологиите. За разлика от писателите-фантасти, които също обичат да прогнозират какво ли не, Дрекслер е учен, завършил Масачузетския технологичен институт. Докато специализира теории за космически патувания и колконизация на космоса му идва идеята да се правят компютри от ДНК. Но защо да спираме до тук си казал той. Щом в природата има машини, които могат да строят на нано равнище, защо да не могат да се създадат изкуствени такива, които да строят каквото си пожелаем. След това започва усилено да се занимава с тази наука.   През 1986 г. в САЩ излиза книгата му "Двигатели на съзиданието" ("Engines of Creation", оригиналът е публикуван в Интернет на адрес http://www.foresight.org/EOC/ и можете да го прочетете безплатно). Дрекслер е обрисувал огромен поврат в историята на науката и техниката, който по негово мнение ще се случи в началото на XXI век в резултат на усвояването от човека на алтернативната технология, при която всички изделия ще се произвеждат чрез "сглобяване"от отделни атоми. Това ще доведе до революционни пробиви в медицината, изкуствения интелект и завладяването на космоса. Той описва как могат да се направят ракетни двигатели, които да се самопоправят, как сте се промени начина ни на живот из основи , как ще се победят световните злини като замърсяването, болестите, глада, бедността и пр.   В неговите прогнози има стройна логика и нищо в тях не противоречи на природните закони. Трудно е да не се съгласим с него, още повече, че в прогнозите му са дефинирани почти всички термини и идеи, съществуващи в днешната наука за нанотехнологиите. 

Ако се замислим, способността за манипулиране на отделни атоми с помощта на толкова голям и тромав инструмент като тунелния микроскоп едва ли може да донесе голям напредък в опитите от атоми да бъдат сглобени по-големи обекти. Нужни са други инструменти, по-малки и много по-бързи (отчитайки броя атоми, от които се състои дори една единствена човешка клетка), с възможност за паралелна работа по цялата изграждана повърхност.
Дрекслер е помислил и по този въпрос и неговата концепция днес е общоприета.

Става въпрос за микроскопични устройства наречени от Дрекслер наносъставителки или наноасемблери. Конструирането на асемблер – микроскопична машина, която сглобява обекти, атом по атом, по предварително дефинирани инструкции. Някой учени занимаващи се с нанотехнологии твърдят че, създаването на само един работещ асемблер ще доведе до „двумесечна революция”. Щом се създаде един асемблер, всичките блянове на нанотехнологията ще бъдат реализирани за дни. Изследователите могат веднага да насочат първият асемблер да изгражда нови асемблери, след което незабавно да започнат да се строят лаборатории, които да имат всички необходими нива на асемблерите за създаване на макро-обекти. Става дума за миниатюрна (с размерите на голяма молекула) машина-робот, способна да се самовъзпроизвежда и да си взаимодейства с подобни на нея машини и други обекти от наносвета (отделни атоми и молекули).
Създаването на първия молекулярен асемблер е Свещеният Граал на изследователите на нанотехнологията, по-нататък всичко ще се развива по-лесно. Според днешната представа, нанороботите ще се състоят от памет, съдържаща управляващата програма, и изпълнителен механизъм (механична ръка), която ще може да "хваща" и премества атоми в съответствие с тази програма. Много милиарди молекулярни асемблери, взаимодействащи помежду си, ще са в състояние за кратко време да изградят зададен предмет с точност до последния атом.

Самите нанороботи ще се самовъзпроизвеждат; за да се получи произволно количество от тях, ще е необходим само един екземпляр-прародител и осигурено достатъчно количество материя и енергия (питателна среда). Сходството с живата природа е поразително.
Фантастика? Не бързайте! Над реализацията на концепцията отдавна се работи в изследователските центрове на големите технологични корпорации (има публикувани разработки на Xerox Corp.). Усъвършенстват се методите за проектиране на молекулярни машини и не е много далеч денят, в който ще осъмнем с новината за действащ прототип на наноробот.   Те ще бъдат програмирани да произвеждат биомаса, мегаконструкции и други миниапаратури, а на хората повече няма да се налага да култивират и конструират каквото и да е. От плодове и зеленчуци до космически кораби.     "Има вероятност след петдесет-сто години да се появи нов клас организми. Те ще са изкуствени в смисъл, че първоначално ще са създадени от хора. Тези организми обаче ще се възпроизвеждат и ще "еволюират" в нещо различно от изходната си форма - ще са "живи" според всички сериозни дефиниции на думата. Тяхната еволюция ще е фундаментално различна и ще се развива с бясна скорост. Въздействието върху човечеството и биосферата може да е огромно, по-голямо от индустриалната революция, ядреното оръжие и замърсяването на околната среда. Още сега трябва да вземем мерки, за да насочим появата на изкуствени организми в правилна посока."   Ще завърша поста си си със следните две генерални възможности, които произлизат от нанотехнологиите.    image  
     image    



Гласувай:
0



1. hinki - Страхотен пост.
08.10.2007 23:57
Продължавай да ни разказваш за света на новите технологии. Ще четем с удоволствие.
:-)
цитирай
2. анонимен - Bravo!
16.10.2007 17:55
Bravo! :)
цитирай
3. анонимен - Bravo
17.10.2007 23:25
bravo i ot men!

Edna malka zabelezhka Ерик Декслер vsastnost
Ерик Дрекслер (Eric Drexler)

Marian
цитирай
4. stanchev - Blagodarq na vsi4ki
19.10.2007 13:39
Prava si za zabelejkata, izql sum edna bukva. Ste go opravq :)
цитирай
5. naftium - Браво!
22.10.2007 22:28
Много хубаво!
цитирай
Търсене

За този блог
Автор: stanchev
Категория: Технологии
Прочетен: 74449
Постинги: 3
Коментари: 6
Гласове: 43
Архив
Календар
«  Април, 2024  
ПВСЧПСН
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930