Нанотехнологии

[Эльф]

Всё о нанотехнологиях в эту тему!

[Эльф]

Новейшая российская разработка в области медицины всерьез заинтересовала даже японских специалистов. В научном центре имени Илизарова создали специальное покрытие, которое помогает костной ткани расти в несколько раз быстрей. На помощь медикам пришли нанотехнологии.

У восьмилетнего Нохомида Гогиева - сложная патология. Одна нога короче другой на пять сантиметров и вывернута стопа. Ему делают стандартную операция по методу Илизарова. Гаечный ключ, шило, плоскогубцы, отвертка и молоток - обычный набор хирурга. Но есть одно отличие: эта на вид обычная спица - новейшее достижение российской ортопедии. Она изготовлена с применением нанотехнологий.

“Эта спица обработана фосфатом кальция. Это покрытие деградирует во внешнюю среду и помогает расти новой ткани”, - объясняет директор Российского научного центра “Восстановительная травматология и ортопедия” имени академика Г.А.Илизарова Владимир Шевцов.

Аппарат Илизарова зафиксирован. Теперь основной этап операции - введение спицы с нанонапылением. Введенная в ткань спица, обработанная фосфатом кальция, позволит увеличить скорость роста новой костной ткани в 3-4 раза. Это рекордные показатели. Срастить перелом за 2-3 недели вместо трех месяцев теперь вполне реально. “Это экономия времени, больничных мест и, значит, денег”, - говорит Владимир Шевцов.

Производством нанопокрытия занимаются в Томске. Процесс изготовления здесь называют “биоинжинирингом”. Фосфат кальция наносится на пленку, затем температурная обработка. На выходе – “ортопедический имплантат” с нанонапылением.

“Здесь в нем зашифровано покрытие. Клетка, попадая на это покрытие, целенаправленно дает развитие нормальной полноценной ткани”, - объясняет директор томского филиала Российского научного центра “Восстановительная травматология и ортопедия” имени академика Г.А.Илизарова Анатолий Карлов.

На сегодняшний день новый метод сращивания конечностей прошел все клинические испытания. Опыт проведения операций с использованием наноматериалов - новый, но врачи Илизаровской клиники уже готовы поделиться им с коллегами. Меньше, чем через месяц в Кургане пройдет международная конференция по применению нанотехнологий в хирургии.
Сейчас в Кургане курсы повышения квалификации проходят японские медики из Токийского университета. Каждый из них уже был ассистентом во время проведения операции. Российский метод увеличения скорости сращивания кости японцы назвали изящным.
“Мы очень внимательно относимся ко всем новинкам, особенно высокотехнологичным, поэтому сказать, что сразу решимся применять новые методы у себя в Японии, я не могу. Но в будущем – конечно”, - рассказывает директор факультета ортопедической хирургии Токийского университета Тахиро Мацусито.

По мнению ученых, следующим этапом развития нанотехнолоий в ортопедии станет использование новых материалов. Так, например, нанонапыление планируют делать платиновым - это позволит практически до нуля снизить вероятность осложнений в процессе роста новой костной ткани.

[Эльф]

Нанотехнологическая альтернатива энергоресурсам

Как известно, мировая экономика напрямую зависит от энергоресурсов и, в первую очередь, от нефти. Также мы знаем, сколько вооружённых конфликтов спровоцировала борьба за "чёрное золото", а нанотехнологии способны, по мнению Маккарти, эту причину для войны снять: с MNT эффективность сбора солнечной энергии вырастет настолько, что про нефть и уголь все забудут напрочь.

Энергия Солнца в равной степени доступна всем государствам на планете, и трудно придумать, как одна страна перекроет другой доступ к этому источнику. Следовательно, на одну причину для войн станет меньше, интерес стран друг к другу в плане энергоресурсов сойдёт на нет.

С другой стороны, нанотехнологии могут и сами стать причиной конфликта, если мировые державы будут разрабатывать MNT разными темпами и с переменным успехом. Тогда нанотехнологии дестабилизируют отношения между странами, что приведёт к переустройству мира. Нынешняя иерархия разрушится.

К тому же, для организации стран экспортёров нефти (OPEC) MNT в качестве альтернативы энергоресурсам будет означать потерю власти.

А у кого нефти много? У стран Ближнего Востока, которые вряд ли приветливо встретят нанотехнологии, что позволяет говорить о такой угрозе, как антинанотехнологический терроризм. Впрочем, боевые действия в эпоху нанотехнологий потеряют всякий смысл.

Изменение характера войны

Во-первых, MNT позволит создать оружие невиданной разрушительной силы. Во-вторых, это будет невидимое оружие. В-третьих, цель у этого оружия будет одна — люди.


Американцы считают себя лидерами и в области нанотехнологий. Эта надпись выложена специалистами IBM из 112 молекул моноксида углерода. 250 миллионов букв такого размера — 300 книг с 300 страницами — могут быть написаны на человеческом волосе (фото pubs.acs.org).


Сегодня оружие массового уничтожения можно обнаружить и вопреки желанию государства-хозяина. В случае же с MNT, ни о каком сокращении нановооружений и контроле над ним, соответственно, не может идти речи.

Нанотехнологии не только сделают средства уничтожения супермикроскопических размеров, но и миниатюризируют средства их производства.

Сегодня, чтобы победить врага, достаточно уничтожить его самолёты, танки и тому подобное — война выиграна. Но если это невидимое нанооружие, которое легко производится на таких же невидимых фабриках?

Уродливые серые здания военных заводов уйдут в прошлое, уступив место дешёвому и быстрому молекулярному производству нанооружия. Небольшие фабрики вырастут как сорняки: вместо одной уничтоженной тут же появится новая.

В итоге, применение нанотехнологического вооружения будет означать одно — полное истребление населения враждебного государства, геноцид. При этом, та же MNT будет делать людей фактически бессмертными.

Но невидимое нанооружие и уравняет страны в военной мощи. Представьте себе средства уничтожения, о которых невозможно сказать ничего — ни количества, ни качества. Вдобавок ко всему, это будет оружие, способное к самовосстановлению и самовоспроизводству: 1 кг будет производить такой же 1 кг, скажем, за 1 час.

Единственным выходом из этой патовой ситуации представляется мир во всём мире, переполненном одинаково смертельным оружием у одинаково опасных государств, которые должны создать мировое правительство.

Вероятность того, что государства пойдут на это — 50 х 50: в эпоху нанотехнологий не будет прежних супердержав, ни у одной из сторон не останется кнутов и пряников.

Более того, MNT перевернёт вверх дном сами государства: убьёт крупные, но породит массу маленьких.

Одним из преимуществ, имеющихся сегодня у граждан больших государств является то, что они находятся в относительной безопасности. В том смысле, что крупные страны тяжелее уничтожить. Если MNT сделает все государства одинаково сильными, это преимущество, испарится.

Вместо экономических причин для объединения приоритетом станут религиозные, этнические, лингвистические и любые другие, что может кончиться сформированием маленьких, независимых общин для определённых групп людей.

Причём для поддержания мира страны должны будут отделиться друг от друга не только экономически и политически, но и географически, то есть пространственно.

P.S.Американцы считают себя лидерами и в области нанотехнологий. Эта надпись выложена специалистами IBM из 112 молекул моноксида углерода. 250 миллионов букв такого размера — 300 книг с 300 страницами — могут быть написаны на человеческом волосе (фото pubs.acs.org).

[Darkul]

Я считаю одно из главнейших направлений в современной науке.

[Darkul]

Исследователем из китайского университета Цинхуа (Tsinghua University) Лином Ксяо разработано интересное наноустройство: пленочный динамик на основе прозрачных нанотрубок. При подаче электросигнала эта прозрачная пленка преобразует его в звуковые колебания, и может служить динамиком дисплея, являясь при этом его покрытием. Кроме того, это устройство может заменить привычные динамики в громкоговорителях и наушниках.

Устройство испускает звуковые колебания на основе так называемого термоаккустического эффекта. Иначе говоря, звук рождается не путем механического колебания, как колеблется мембрана динамика под воздействием переменного магнитного поля от катушки, а вследствие расширения и сжатия воздуха вблизи пленки под воздействием температуры, вызванного нагревом и охлаждением нанотрубок.

Пленочный громкоговоритель совершенно прозрачен


Поскольку пленка не колеблется, устройство будет работать, даже если часть его повреждена или если оно закреплено на мягкой основе, например, на одежде или флаге. Ученым удалось обнаружить опубликованные более 100 лет назад научные материалы, в которых описывается этот эффект. Тогда основой устройства служила платиновая проволока или фольга, однако звук выходил чрезвычайно слабым. Это устройство получило название «термофон», но было забыто, как бесперспективное.



Пленка на цилиндрической основе распространяет звук во всех направлениях


Теоретический анализ китайских ученых показал, что звук, порождаемый расширением и сокращением пленки на основе нанотрубок будет существенно выше, чем у платиновой фольги, что вызвано более низкой удельной теплоемкостью элементов нанопленки. У нанопленки она в 260 раз ниже, чем у платины, следовательно, настолько же и увеличится производимый звук. При создании пленки ученые использовали длинные массивы нанотрубок, из которых легко собирать пленочные или ленточные структуры. Их можно синтезировать группами на кремниевой подложке до 60 см в длину и 10 см в ширину.

По мнению ученых, это устройство может произвести настоящую революцию в индустрии звуковых устройств. На основе такой технологии можно создавать не только динамики во всех аудио и видеоустройствах, но и говорящие обложки книг, поющую одежду и множество других непривычных и удивительных вещей.

http://nanodigest.ru/content/view/120/39/

[Taf]

Немного новостей в тему.

Российские власти неоднократно говорили, что намерены инвестировать в инновации - однако что будет с этими планами в период кризиса?

Созданная недавно госкорпорация РОСНАНО собиралась направлять миллиарды долларов на поддержку инновационных проектов. Но найдутся ли сейчас деньги?

Экономический обозреватель Русской службы Би-би-си Кирилл Сухоцкий встретился с заместителем генерального директора и членом правления РОСНАНО Александром Лосюковым.


Би-би-си: Что такое РОСНАНО? Зачем вообще понадобилась такая государственная корпорация?

Александр Лосюков: Нанотехнологии позволяют производить продукты, способные революционизировать экономику, причем не только отдельных стран, но и мира в целом. Осознание этого еще не проникло в широкие массы, но оно будет проникать вместе с продукцией, которая начнет изменять повседневную жизнь простых людей.

Государство выделило значительные средства, которые поместило в капитал РОСНАНО. По сути дела, корпорация является крупным инвестиционным фондом с капиталом около пяти миллиардов долларов. Эти деньги должны использоваться исключительно для развития нанотехнологий.

Примерно соизмеримую сумму - порядка шести миллиардов долларов - государство направляет на поддержку соответствующих научных разработок.

Таким образом, на ближайшие 3-4 года выделено около 11 миллиардов долларов - и эти деньги не будут отозваны даже в связи с нынешней тяжелой финансовой и экономической ситуацией.

Чем занимается РОСНАНО?

Би-би-си: Какими проектами уже занимается, или намерена заняться РОСНАНО?

А.Л.: У корпорации нет ни лабораторий, ни заводов, ни фабрик - это просто инвестиционный фонд. Но этот инвестиционный фонд призван вкладывать именно в производство.

Мы выступаем в роли соинвестора, причем миноритарного - должен быть еще соинвестор из частного бизнеса обязательно. В этом есть глубокий смысл, потому что частный бизнес и должен развивать нанотехнологии, а не государство.

Вмешательство государства в данный процесс - это в общем-то вынужденный шаг, сделанный в силу того, что частный бизнес, по крайней мере у нас в Российской Федерации, в данных исторических условиях не очень-то идет в рисковые, новые области развития. А делать это надо обязательно. Поэтому государство выделяет средства и вовлекает таким образом частный бизнес.

Би-би-си: Вы говорите, что это рисковый бизнес. Значит, государство рискует?

А.Л.: Я думаю, что государство, хорошо оценивая и понимая перспективы нанотехнологий, в принципе ничем не рискует.

Если посмотреть на мировые тенденции, то мы увидим, что с 2004 по 2007 год мировой объем рынка нанопродукции вырос с 500 миллиардов долларов до полутора триллионов. Доля нашей продукции сейчас - 0,07%. Понимаете? Мы очень отстали в этом смысле, хотя у нас есть хорошая фундаментальная наука, которая занималась нанотехнологиями очень давно.

Би-би-си: А на какую долю рынка вы рассчитываете, когда проект наберет силу?

А.Л.: Мы рассчитываем к 2015 году производить порядка трех процентов. Это очень амбициозная задача.

Люди научились собирать конструкции из атомов

Би-би-си: Вы говорили о российской - вернее даже, советской фундаментальной науке, которая была известна всему миру. Этот потенциал не утерян?

А.Л.: Слава богу, он не утерян окончательно. За последнее десятилетие-полтора из России уехали тысячи ученых, достаточно активных и способных. Уехали они потому, что хотели работать, а возможности у нас такой не было. Вот эти ученые уехали и активно сейчас работают за границей. Мы с ними поддерживаем контакты, и многие из них хотят поучаствовать в развитии этого проекта.

Би-би-си: Если к вам придет человек либо компания с Запада и скажет: мы хотим внедрять вот такую и такую разработку в России - вы будете с ними сотрудничать? Или это фонд только для российских разработчиков и российских компаний?

А.Л.: Нет, у нас нет никакого дискриминационного подхода к иностранным коллегам. Те, кто хочет сотрудничать с нами, получают те же условия, на которых мы работаем с российскими учеными и компаниями, с теми, кто подает заявки внутри России.

Выгодность работы с нами в том, что мы можем предоставить достаточно большие деньги разработчикам на достаточно длинный период и под весьма низкий процент.

Единственное условие, которое мы выдвигаем - это чтобы либо вся продукция производилась в России, либо хотя бы часть какая-то этого производства располагалась в России.

Деньги будут!

Би-би-си: РОСНАНО полностью финансируется из бюджета. Вы уверены в этом источнике финансирования? Нынешний кризис никак не повлияет на ваши обширные планы?

А.Л.: Действительно, деньги выделены из бюджета - но эти деньги из бюджета уже ушли и в бюджете больше не учитываются. Прелесть нашей ситуации в том, что в условиях кризиса эти деньги уже не могут изыматься из корпорации.

Би-би-си: Вы заинтересованы в прибыльности своих вложений?

А.Л.: Безусловно, мы заинтересованы, чтобы создавалось прибыльное, рентабельное производство, чтобы деньги эти возмещались. Работа корпорации состоит в том, что мы вносим свой вклад в развитие какого-то производства и следим за тем, чтобы оно развивалось.

На этапе, когда производство запускается, начинает работать и давать прибыль, мы отказываемся от своей доли, продаем ее частному инвестору и возвращаем деньги, которые вложили.

РОСНАНО возглавил Анатолий Чубайс, считающийся одним из ведущих менеджеров России

Таким образом, капитал, который государство выделило, расходуется, но на условиях возмещения потом.

Бывают, конечно, проекты, которые трудно окупить. Мы готовы вложиться в проекты, может быть, не очень перспективные в финансовом смысле, но дающие социальный эффект. Например, выпуск недорогих лекарств для населения - аналогов тех, что мы дорого покупаем за границей.

Би-би-си: Есть у России перспективы превратиться из страны с сырьевой экономикой в страну с инновационной экономикой? Имеются для этого ресурсы?

А.Л.: То, что у нас есть ресурсы для этого - совершенно ясно. Я имею в виду не природные ресурсы - хотя они тоже есть.

Вообще-то говоря, торговать пенькой и качать нефть - не очень перспективное направление.

Когда-то появятся новые источники энергии, новые технические приемы. Пенька будет не нужна - будут какие-то нано-веревки делаться.

Нефть заменится энергией, получаемой от солнца и трансформируемой в электричество.

Вот к этому моменту нам уже сейчас надо готовиться - и то, что мы сейчас зарабатываем на нефти и газе, вкладывать в инновации.

То, что это требуется делать сейчас, даже в условиях кризиса - это абсолютно понятно каждому разумному человеку. Потому что кризис пройдет, а если мы не будем заниматься инновационными направлениями, то лишь увеличим наше отставание от других стран.

В конце концов, если такой линии придерживаться, можно просто прийти в тупик, когда твоя экономика будет абсолютно неработоспособной и неконкурентоспособной. И тогда ни нефть тебя не спасет, ни газ, ни что другое.

Источник: news.bbc.co.uk

[Taf]

Полученная поверхность блок-сополимера PS-b-PEO. В выемках располагаются "штыри" из полистирола. Изображение авторов исследования

В качестве основного материала, с которым работали ученые, выступал так называемый блок-сополимер PS-b-PEO. Молекулы этого соединения образуются, если соединить несколько видов полимерных блоков различной химической природы. В данном случае это были блоки полистирола и полиэтиленоксида.

Известно, что в тонких пленках PS-b-PEO происходит самоорганизация наноструктур, обусловленная различными химическими свойствами составляющих ее полимеров. В них образуется матрица из полиэтиленоксида, в которую на одинаковом расстоянии друг от друга помещены вертикальные "штыри" из полистирола. Если площадь пленки достаточно большая, то порядок в расстановке штырей нарушается. Это не позволяет использовать материал, например, для записи на него информации, поскольку с дефектных блоков данные невозможно будет считать. В новом исследовании ученым из Университета Беркли удалось сохранить порядок на всей площади пленки.

Сначала особым образом подготовленный блок-сополимер наносился тонкой пленкой на поверхность промышленного сапфира, полученную срезом не вдоль плоскостей связей кристаллической решетки. Далее кристалл нагревался до достаточно высокой температуры - примерно 1300-1500 градусов по Цельсию в течение 24 часов. Ученым хорошо известно, что в результате такой обработки на поверхности сапфира образуется множество параллельных гребней, расстояние между которыми примерно одинаково.

В результате подобного воздействия, часть PS-b-PEO оказывалась в долинах между гребнями. Благодаря этому формирование полистироловых "штырей" происходило в разных долинах независимо друг от друга. Это позволило получить пленку большой площади без дефектов. Кроме этого увеличение толщины покрова позволило сгладить следы от гребней сапфира на внешней поверхности материала.

По словам исследователей, новая технология позволит создавать носители информации с беспрецедентной плотностью записи. В результате на диск диаметром три сантиметра поместится более 1400 гигабайт информации (для сравнения, емкость современного однослойного DVD составляет 4,7 гигабайта).
www.lenta.ru