|
«Нанотехнологии: сегодня и в будущем»Bog'liq 7 2013«Нанотехнологии: сегодня и в будущем»
Б. Умурзаков,
доктор физикоматематических наук, профессор ТГТУ
Известно, что конец XX и начало XXI веков ознаменова
лись развитием новых направлений в науке и технике, одними
их которых стали нанотехнологии в различных отраслях про
мышленности и, в частности, в производстве материалов для
электронной техники. Доклад Б. Умурзакова был посвящен на
нотехнологиям, их развитию в будущем. В докладе рассмотре
ны следующие основные вопросы: цели и задачи в области
нанотехнологий, уникальные свойства наноразмерных струк
тур, методы получения и изучения свойств наноразмерных
материалов, развитие и достижения техники синтеза нано
структур, применяемых в электронике, энергетике, информа
ционных технологиях, самолетостроении и др.
Ниже приводятся основные части доклада.
Развитие нанотехнологий в первую очередь связано с полу
чением наноразмерных материалов: нанопленок, нанопрово
лок и наноточек. Уже сегодня в различных отраслях народного
хозяйства используются наноструктурные кристаллы, жидкие
кристаллы, фотонные кристаллы, нанотрубки, а также ультра
дисперсные материалы. Например, общий объем реализуемых
нанопорошков в 2006 году составлял более 25 тысяч тонн.
В 2010 году общий объем производства, связанного с нанотех
нологиями, составил около 1 триллиона долларов, из них 11 мил
лиардов долларов приходится на получение нанопорошков.
Для получения наноматериалов используются как традици
онные, так и новые методы. Новые методы основаны в укладке
атомов на кристаллической поверхности при помощи нано
асамблера (зонда) зондовых нанотехнологических установок, в
которых осуществляется захват атомов, координация их в не
обходимом месте и прикрепление к подложке. В настоящее время
существуют нанофабрики (типа «нанофаб100»), которые по
зволяют получить наноматериалы с заданными физикохимиче
скими свойствами и на их основе производить элементы микро,
опто и наноэлектроники, наномеханики (рис.1).
В силу того, что нанотехнология — междисциплинарная
наука, для проведения научных исследований используют те же
методы, что и «классические» — биология, химия, физика. Од
ним из относительно новых методов исследований в области
нанотехнологии является сканирующая зондовая микроскопия.
В настоящее время в исследовательских лабораториях исполь
зуются не только «классические» зондовые микроскопы, но и
СЭМ в комплексе с оптическими, электронными микроскопа
ми, спектрометрами комбинационного (рамановского) рассе
яния и флюоресценции, ультрамикротомами (для получения
трехмерной структуры материалов).
|
| |
