Моделирование динамики молекулы ДНК
Т. Шлик[13] Исследования сверхспирали ДНК (образующейся при крупномасштабной пространственной закрутке двойной спирали молекулы ДНК вокруг самой себя) важны для понимания свойств ДНК, поскольку именно в такой форме ДНК участвует в …
Коммерческое производство фирмой IBM считывающих головок для записывающих устройств, в которых используется эффект ГМС (см. также разд. 7.5.1)
Э. Грохолски[40] Известно, что электрическое сопротивление некоторых материалов изменяется при наложении внешнего магнитного поля. Этот магниторезистивный эффект давно используется в устройствах магнитной записи информации, например в жестких дисках компьютеров. В …
Инфраструктура исследований, разработок и образования
Дж. JI. Мерц, А. Эллис[70] Для развития нанотехнологии требуется материальное и финансовое обеспечение, необходимое прежде всего для того, чтобы как можно больше исследователей получили доступ к оборудованию, требуемому для создания, …
Частный сектор
— Инвестирование в исследования по нанотехнологии внутри фирм. — Организация и проведение региональных выставок, связанных с конкуренцией в области нанотехнологии и распространением информации о ней. — Организация и субсидирование новых …
Нанопечатная литография (НПЛ) С. Чоу1
А Прессование Пресс-форма Резист Подложка Б Реактивное ионное травление НПЛ представляет собой новый высокоэффективный подход к производству дешевой нанолитографической продукции [22, 23]. В методе НПЛ изображение образуется в основном за …
Керамические наночастицы Р. У. Сигел[50]
За последние годы были разработаны новые, экономически выгодные способы консолидации нанопорошков. В частности, были созданы технологии, позволяющие изготавливать из керамических порошков детали и изделия без дополнительной механической обработки (рис. 7.3), …
Распределенный центр моделирования новых электронных устройств
К. Хесс[75] Распределенный центр моделирования новых электронных устройств, состоящий из научных групп при нескольких высших учебных заведениях (Аризон - ский университет, Университет Пардью, Стэнфордский университет и Илли- нойский университет в …
Упорядоченный монослой нанокристаллов золота
Р. Андерс[5] На рис. 1.4 показано ПЭМ-изображение упорядоченного монослоя частиц золота диаметром 5 нм, нанесенного на подложку в виде тонкой углеродной мембраны. Закругленные объекты на снимке соответствуют «хорошо ограненным» кристаллам …
Нанокомпозиты — дешевые и прочные материалы для автомобильной промышленности
Дж. Гарсиз[29] В последние годы, стремясь решить проблему экономии топлива, конструкторы снижают вес автомобилей, используя для изготовления некоторых деталей вместо металла более легкие материалы (обычно пластмассы). Однако наиболее пригодные для …
Аккумулирование энергии: топливные элементы, углеродные нанотрубки для литиевых аккумуляторов
Д. Гинли[60] На рис. 9.2 представлены два новых подхода к проблеме создания систем аккумулирования энергии, которые могут использоваться в сочетании с возобновляемыми источниками энергии или в гибридных устройствах. В топливном …
Министерство транспорта
5. Направления нанотехнологии, имеющие приоритет в настоящее время. Разработка наноструктурных покрытий, датчиков для транспортной инфраструктуры и «умных» материалов. Министерство предпочитает использовать в своих программах готовые нанотехнологии, а не организовывать для …
Моделирование квантовых областей в кремниевых наноструктурах
Дж. Челиковски[14] В естественном состоянии кремний обладает низкой излучательной способностью в оптическом диапазоне, вследствие чего (несмотря на то, что он является наиболее широко распространенным материалом для изготовления электронных устройств) его …
Наноэлекгронные устройства
Г. Помренке1 В настоящее время имеется много наноэлектронных квантовых устройств разнообразного назначения (рис. 6.10). Эффективность этих устройств связана с резким увеличением плотности (от 5 до 100 раз) и скорости (от …
СУЩЕСТВУЮЩАЯ ИНФРАСТРУКТУРА
Основным осложнением на пути развития нанонауки и нанотехнологии в США выступает присущий им междисциплинарный характер. Многие специалисты уверены, что в ближайшие десятилетия акцент в научных исследованиях сместится от физики к …
Государственные научно-исследовательские лаборатории
— Поощрение применений нанотехнологии в перспективных работах. — Участие в региональных объединениях с университетскими и промышленными организациями, обеспечение обмена информацией. — Проведение уникальных измерений и изучение возможностей исследований на наноуровне …
Литографически-индуцированная самосборка наноструктур С. Чо/
Литографически-индуцированная самосборка (ЛИС) — одно из последних достижений в области сборки, которое окажет большое воздействие на развитие нанонауки и нанотехнологии [25, 26]. В этом методе маска используется для запуска и …
Повышение огнестойкости пластмасс
Дж. У. Типман[51] Пластмассы сейчас используются в разнообразных отраслях промышленности — от самолетостроения до производства бытовых товаров. Один из основных недостатков пластмасс — горючесть, постоянно создающая серьезные проблемы при их …
Нанонаука и нанотехнология в центрах по исследованию и разработке материалов (сеть MRSBC)
Т. Вебер[76] В 1999 г. нанонаука и нанотехнология были объявлены приоритетной областью работы во всех 28 центрах по исследованию и разработке материалов, финансируемых ННФ. В этих центрах, ориентированных на проведение …
Наноструктурные полимеры
С. Стапп[6] На рис. 1.5 показана надмолекулярная структура, образованная упорядоченной самосборкой триблок-сополимеров. Полярные жидкокристаллические части молекул (внизу) самоорганизуются в упорядоченную решетку, а их объемные части из ароматических углеводородных звеньев (вверху) …
Использование наночастиц для защиты от биологического оружия
К. Клабунде1 1 К. Klabunde, Kansas State University. Ультратонкие порошки могут найти применение в качестве средства защиты от некоторых видов биологического оружия. Опыты показали, что термостойкие споры Bacillus Globigii (имитатор …
Повышение энергетического к. п. д
С. Т. Пикро[61] Нанотехнологии могут сыграть важную роль в повышении энергетического к. п.д. разнообразных систем. В левой части рис. 9.3 приведены характеристики Магниты с переменными свойствами SmCo/Fe О К CP …
Моделирование методом молекулярной динамики свойств пьезоэлектрических полимеров
Дж. Хинкли[15] В исследовательском центре НАСА (Langley Research Center, LARC) было осуществлено моделирование молекулярного движения при поляризации аморфного полиимида. Подход включает в себя параметризацию межатомных сил и атомных зарядов (методами …
Наноэлеюронные устройства с резонансным туннелированием
Г. Помренке1 История устройств с туннельными переходами разного типа (в том числе резонансными) насчитывает почти три десятилетия, однако лишь после 1997 г. стала рассматриваться возможность их применения в качестве функциональных …
НИОКР
Проблемы инфраструктуры, рассмотренные в разд. 11.2, могут быть решены (по крайней мере частично) созданием общенациональной системы пользователей аппаратуры и оборудования (см. разд. 11.5.4). Такая достаточно дешевая и «дружественная» по отношению …
Государственные финансирующие организации
— Увеличение бюджетного финансирования научно-исследовательских работ в области нанотехнологии. — Организация и поддержка небольших междисциплинарных исследовательских групп в университетах (включая объединенные группы из разных университетов), а также стимулирование сотрудничества между …
Управляемая ДНК сборка структур: возможности организации производства
М. Дж. Хелпер[22] Различные технологии с использованием ДНК-чипов и ДНК-микроматриц могут сразу же найти применение в исследованиях по генетике и диагностике, а также сыграть важную роль в организации нанотехнологических производств. …
Изготовление наноструктурных покрытий Э. Лаверния[52]
Термическое напыление наноструктурных покрытий представляет собой перспективный подход, позволяющий использовать необычные механические и физические свойства наноструктурных материалов (прочность, ударную вязкость и коррозионную стойкость). Число атомов на границе наноразмерного кристаллического зерна …
Нанотехнология в Национальной лаборатории Сандия
С. Т. Пикро[77] Национальная лаборатория Сандия является крупным (около 7500 сотрудников) многоцелевым научно-исследовательским учреждением, относящимся к Министерству энергетики США. Основная задача лаборатории — разработка и обслуживание систем ядерного оружия. В …
Сверхпрочные нанострукгурные материалы X. Кунг, Т. К. Лоу1
Как известно, механическая прочность кристаллических материалов зависит от размера зерен d, и эта зависимость описывается соотношением Холла— Петча а = kd~'/2 + а0. Однако для нанометрового интервала размеров такая зависимость …
Использование наночастиц для получения изображений
Дж. Мендель[30] Наночастицы применяются в пленках, используемых для получения изображений (например, в кинопленках), а также в фильтровых красителях. Использование наночастиц обеспечивает высокое качество изображения при низкой концентрации красителя, а также …
Наноразмерный катализ
Д. Кокс[62] Нанотехнология уже привела к многим полезным изменениям в энергетике и химической промышленности, особенно в процессах катализа, где достигнуты большие успехи как в разработке высокоэффективных катализаторов с нано - …
Экспериментальные методы
Авторы доклада комиссии ННФ под названием «Методы построения изображений и манипулирования на атомном уровне для перспективных материалов» [1] пришли к следующим основным выводам: а) в результате развития микроскопии с атомным …
Использование наноустройств в космических исследованиях
Н. Б. Тумарьян[41] За последние тридцать лет организация ПАСА завершила начальный, разведывательный этап изучения ближайших объектов Солнечной системы. Дальнейшие работы будут связаны либо с полетами к более удаленным целям (в …
Образование
Пока неясно, будут ли учтены проблемы образования, кратко изложенные в разд. 11.2, федеральными организациями, однако можно рекомендовать некоторые меры, которые будут способствовать улучшению ситуации и могут быть учтены при подаче …
Научные и инженерные сообщества и организации
— Организация междисциплинарных конференций по научным и технологическим вопросам, связанным с наноструктурами, а также разработка новых методик и их внедрение в существующие технологии. — Организация специализированных исследовательских групп из ученых …
