Сборка наноструктур под влиянием механического напряжения
Р. Киль[23] Осажденные частицы LT-AlGaAs LT-GaAs LT-AlGaAs AlGaAs GaAs Подложка GaAs Как уже отмечалось, объединение физических методов сборки (типа «сверху - вниз») с химическими или биологическими методами (типа «снизу-вверх») может …
Биотехнология, медицина и здравоохранение
X. Крейгхед, К. Леонг[53] Нанотехнология позволяет ученым, инженерам и медикам перейти к крупномасштабным исследованиям в области биологии и здравоохранения на клеточном и молекулярном уровне. В 21 в. эти исследования приведут …
Центр по нанонауке и технологии в Университете Нотр-Дам
Дж. Л. Мери,[78] Центр по нанонауке и технологии в Университете Нотр-Дам активно осуществляет междисциплинарные фундаментальные исследования новых функциональных возможностей наносистем. Центр, созданный в 1998 г., объединяет и координирует работы в …
Квантовые вычислительные устройства X. Эверитт[7]
Одной из основных причин инвестиций в нанотехнологию стало желание фирм-производителей продлить действие уже упоминавшегося закона Мура, согласно которому размеры микроэлектронных устройств должны уменьшаться вдвое каждые четыре года. При таком темпе …
Магнитные жидкости, содержащие магнитные наночастицы
Т. Кейдер[31] Ферромагнитные жидкости, впервые полученные в их современной форме в начале 1960-х гг., представляют собой коллоиды из магнитных наночастиц (диаметром около 10 нм), покрытых поверхностно-активным веществом (ПАВ) и взвешенных …
Аккумулирование водорода в углеродных нанотрубках: перспективы использования в топливных элементах
М. Дресселхаус, А. Брехер[63] \] I / Ni ІУ В «Водородной программе» Министерства энергетики США (1992, DOE/CH10093-147) указывается, что для создания эффективных топливных элементов необходимо добиться аккумулирующей способности углерода по …
ДОСТИЖЕНИЯ И НОВЫЕ ПАРАДИГМЫ
Ниже приводятся примеры аппаратуры нового типа и ее использования в задачах нанотехнологии, включая манипулирование отдельными молекулами и углеродными трубками, микроскопию ближнего поля и поверхностных сил, а также получение изображений поверхности …
Биологический нанокомплекс для переноса лекарственных соединений С. Ли[42]
На рис. 6.14 представлен новый противораковый нанокомплекс РК1, который переносит к опухоли лечебный препарат цитотоксин (доксорубицин). Процесс направленного переноса обусловлен эффектом повышенной проницаемости и удерживания комплекса в пораженных болезнью тканях, …
СТРАТЕГИЯ ФИНАНСИРОВАНИЯ НИОКР
Для развертывания научно-исследовательских работ, обеспечивающих быструю разработку нанотехнологий, требуется создание сбалансированной, надежной и одновременно гибкой инфраструктуры. Идеи, понятия и применяемая техника развиваются настолько быстро, что область исследований в целом требует …
Научные основы нанотехнологии
Изучение наноструктур знаменует новый этап в развитии физики и биологии, поскольку по своему размеру они занимают промежуточное положение между молекулами и микроскопическими объектами (т. е. объектами размером порядка 1 мкм). …
Синтез и обработка наноструктур для переноса лекарств и генов
К. Леонг[24] Почти половина лекарств, используемых в терапевтических целях, являются гидрофобными, что осложняет их практическое применение. Медицинская ценность этих препаратов может быть значительно повышена с помощью уменьшения размеров частиц до …
Изучение особенностей биологических систем
Л. Желински[54] Биологические молекулы и системы имеют ряд характерных особенностей, делающих их особенно подходящими для нанотехнологических приложений. Например, белки могут образовывать трехмерные структуры с точно определенной формой, а молекулы нуклеиновых …
Корпорация нанофазных технологий: нанотехнология и малый бизнес
Р. У. Сигел[79] Корпорация нанофазных технологий (КНТ) была основана в конце ноября 1989 г. Р. У. Сигелом из Аргоннской национальной лаборатории (AHJI), отделением AHJI по внедрению технологий и Чикагским университетом, …
Трехмерные наноструктуры для новых микросхем
М. Рид[8] На рис. 1.7 показан набор моделей наночастиц (диаметр реальных частиц составляет около 5 нм) из золотых и полупроводниковых деталей, а также фул - леренов и углеродных трубок на …
Обзор текущих и возможных применений
Дж. Мендель[32] Текущие и возможные применения наноструктурных материалов (в виде покрытий, дисперсий и веществ с большой площадью поверхности) приведены в табл. 5.1. Ниже перечисляются более специализированные применения материалов данного типа …
Охрана окружающей среды
Р. Флаган, Д. С. Гинли[64] В перспективе нанотехнология может сыграть значительную роль в решении многих проблем, связанных с охраной окружающей среды. Речь идет, в первую очередь, об использовании наноустройств в …
Манипуляция изолированными молекулами и измерение их параметров
Дж. Мердэй[17] Приборы для манипулирования изолированными молекулами и измерения их характеристик предоставляют следующие возможности: • Манипулирование отдельными молекулами и регулирование физико-химических свойств биологических систем в наноразмерных масштабах, что приведет к …
Нанотехнология на чипе: новая парадигма систем полного химического анализа
Т. А. Михалске[43] Разработка более дешевых и удобных методов получения информации о химической и биологической структуре веществ имеет большое значение для медицины, контроля качества пищевых продуктов, служб правопорядка и национальной …
ПРИОРИТЕТЫ И ВЫВОДЫ
Важность исследований наноструктур для фундаментальной науки, а также междисциплинарный характер таких исследований определяют необходимость организации в США широкой и сбалансированной системы их финансирования и обеспечения соответствующей аппаратурой. Поэтому желательно, чтобы …
СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТОК
Развитие нанонауки за последнее десятилетие было связано в основном с разработкой новых методик создания, исследования, описания и модификации наноструктур. Законы скейлинга и размерно-зависимые свойства изолированных наноструктур. В настоящее время установлено, …
Наноструюурные полимеры
С. Дж. Стапп1 Рис. 4.8. Самосборка наноразмерных полимеров в функциональные структуры. 1 S. J. Stupp, Northwestern University. В лабораторных условиях уже получены наноразмерные полимеры (в виде округленных брусков, конусов, «грибов» …
Нанонаука и нанотехнология в процессах создания биологических тканей (тканевая инженерия)
Д. Дж. Одде[55] Одним из перспективных направлений исследований в области нанотехнологий является изучение строения и механизмов работы живых клеток, размеры которых лежат между -10 мкм (типичные размеры крупных живых клеток) …
Нанонаука и нанотехнология в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли
М. Холм, М. Алпер[81] Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли представляет собой крупную многопрофильную научную организацию, относящуюся к Министерству энергетики. Она проводит исследования по материаловедению, химии, геологии, медицине, охране окружающей …
Теория и моделирование наноструктур
Д. Диксон, П. Каммингс, К. Хесс[9] Основной проблемой нанотехнологии является то, что исследователи еще почти ничего не знают о фундаментальных закономерностях поведения отдельных частиц, структур и целых систем в этом …
Наноустройства, наноэлектроника, наносенсоры
Дж. Ясинки, П. Петрофф[33] Давая самую общую характеристику наноустройств, можно сказать, что они позволяют использовать в технологических целях предельные возможности электрических, магнитных, механических и биологических систем. Хотя в настоящее время …
От открытия к применению: наноструюурный материал МСМ-41
Дж. Дж. Уайз[65] Еще в те времена, когда в химической промышленности широко применялись только аморфные металлооксидные подложки для катализаторов, исследователи фирмы «Мобил ойл» осуществляли долгосрочную программу изучения кристаллических материалов в …
Наноманипулятор внутри СЭМ
Р. Руофф[18] Разработки новых приборов для манипулирования наноструктурами и их измерения ведут главным образом университетские и государственные лаборатории; промышленность использует их открытия и запускает в коммерческое производство наиболее перспективные модели. …
Разработка систем наноразмерной робототехники
М. У. Тилден, Т. К. Лоу[44] В принципе, можно допустить мысль об изготовлении нанороботов, которые выполняли бы достаточно сложные функции либо независимо друг от друга, либо после самосборки в некоторые …
ПРОГРАММЫ, НАУЧНЫЕ ЦЕНТРЫ, ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ
Ниже описан ряд программ, осуществляемых в настоящее время государственными лабораториями, высшими учебными заведениями и промышленными фирмами США. Некоторые из программ просто упомянуты, другим дана краткая характеристика. Несмотря на ряд указанных …
ЦЕЛИ, ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ
Фундаментальные свойства изолированных наноструктур. В нанотехнологии отдельные структурные составляющие выступают в качестве «строительных блоков», свойства которых нам еще предстоит изучить, поскольку пока нет теоретической основы для организации производства идентичных наноструктур, …
Репликация наноструктур «формованием» полимеров
Р. Дж. Целотта, Дж. Уайтсайдс Во многих случаях практическое использование наноструктур зависит лишь от возможности организовать их массовое и недорогое производство. Недавно было показано [28], что техника формования полимеров, которая …
Биологическое детектирование боевых отравляющих веществ
Дж. Мердэй[56] Нанотехнология может внести коренные изменения в методы защиты от химического и биологического оружия. Например, объединение химических, физических и биологических подходов позволяет создать наноразмерные датчики Рис. 8.7. Использование канареек …
Социальное значение нанотехнологии: прогноз на будущее Дж. Кантон[82]
Утверждение, что нанотехнология окажет огромное влияние на общественную жизнь, представляется явно недостаточным при рассмотрении вопроса о последствиях развития нанонауки. Если бы мы попытались объяснить человеку 18 в. устройство и работу …
Изменения масштабов (скейлинг) и проблема усложнения расчетов для наносистем при таких изменениях
Д. Диксон[10] В методах расчета характеристик наносистем на ЭВМ одной из главнейших является проблема масштабирования (скейлинг, изменение масштабов), которая, как показано на рис. 2.1, а, должна рассматриваться в трех различных …
Органические наноструктуры: электропроводность отдельной молекулы
Г. Горонкин[34] ССМ Объединяя химическую самосборку с механическим устройством, позволяющим разрывать тончайшую золотую проволоку с точностью до нанометров, ав- Зологая проволока перед разрывом "Дсбавка растворителя тетрагидрофурана ибензол-1|4-дитиола .Одна молекула І …
