Нанотехнологии

 

 

 

 

Нанотехнологии

 

 

 

 

     Нанотехнологии – совокупность теории, методов и приемов контролируемого манипулирования веществом на атомном и молекулярном уровнях (в диапазоне от  1 до 100 нанометров).

      

      Цель – производство и применение объектов с принципиально новыми химическими, физическими, биологическими свойствами.

 

   

 

«Нано» + «технологии»

 

Нано 

материалы

 

Нано

компоненты

 

Продукция с использованием  нанотехнологий

 

 

 

 

Научные исследования и технологические  разработки в области нанотехнологий  известны с середины XX века, когда  были созданы электронные микроскопы  и стало возможным наблюдать  сверхмалые размеры вещества (1931г.) и манипулировать ими (1989 г.).

 

   Сам термин «нанотехнологии» возник в 1974 г.

 

 

 

 

 

 

Примеры применения нанотехнологий  сегодня:

 

• В энергетике – солнечные батареи, аккумуляторы, топливные элементы, экономичные источники света.

 

• В медицине - экспресс-диагностика,  
  нанолекарства и нановакцины

 

• В электронике - уменьшение размеров микропроцессоров

 

• В автомобилестроении – добавки в топливо и масло, покрытия для деталей двигателя и новые лакокрасочные покрытия

 

 

Что дают нанотехнологии?

 

Использование  новых свойств  вещества – это новые возможности для развития электроники, энергетики, химии, информационных технологий, фармацевтики

и многих других областей науки и индустрии.

 

Идеи, которые сегодня находятся  на стадии исследований — квантовые  компьютеры, недорогая генетическая  диагностика —  через 10-15 лет будут реализованы в коммерческих продуктах

 

 

 

 

Нанотехнологии в медицине

 

Доставка лекарственных соединений

• Нанокапсулы с помещенным в них препаратом могут осуществлять его адресную доставку, «настраиваясь» на определенные виды клеток, не задевая остальные.
• При наноразмере частиц серьёзно возрастает биодоступность препаратов в их составе, качественно изменяется их всасывание и распределение в организме, что способствует повышению эффективности их действия и снижению побочных проявлений.

 

Развитие нанотехнологий  в медицине позволяет успешно  реализовать качественно новый уровень диагностики и лечения заболеваний.

 

 

 

 

Нанотехнологии в медицине

 

• Диагностика
• Лечение многих серьезных заболеваний гораздо проще, если они выявляются в начальной стадии, однако ранняя диагностика является очень сложной задачей.
• Диагностика in vivo: наночастицы могут использоваться в качестве контрастирующих элементов для томографии.
• Диагностика in vitro:
• высокопроизводительный мультиплексный метод анализа крови основан на применении наноточек в качестве рецепторных частиц;
• биочипы на основе наночастиц используются при диагностике в онкологии и микробиологии.

 

 

 

 

 

Нанотехнологии в медицине

 

• Протезирование
• Нанотехнологии в протезировании включают в себя наноструктурирование поверхности, наномодифицированные покрытия и объемное наноструктурирование материала.
• Применение данных технологий позволяет улучшить физико-механические свойства протезов, включая износостойкость,  био- и гемосовместимость.

 

Наноструктурирование поверхности  биополимера

 

 

 

 

Нанотехнологии в автомобилестроении

 

датчики ускорения 

 

микропереключатели 

 

газовые 

датчики

 

самозатягивающееся покрытие

 

лобовое стекло - поляроид

 

БМВ пятой серии 

 

 

 

 

Нанотехнологии в электронике

 

• Современная микроэлектроника уже не «микро», а давно «нано», т.к. производимые сегодня транзисторы, основа всех электронных схем, имеют размеры порядка 100 нм. Только сделав их размеры такими малыми, можно разместить в процессоре компьютера около 100 млн транзисторов.

 

 

• Внутреннее устройство современной электронной схемы. Увеличено в 50 000 раз. Транзисторы образованы кристаллами кремния (голубые столбики). Зелёный слой – оксид кремния.

 

 

 

 

 

Гибкий дисплей из нанотрубок  

 

• Расположив матрицу нанотрубок внутри плёнки из гибкого пластика, учёным удалось сделать гибкую электронную матрицу. Гибкие сверхчёткие цветные экраны, сделанные на основе плёнок с нанотрубками, могут стать логичной заменой современных газет, а может быть, даже и книг.

 

 

• Слева – матрица гибкого дисплея на основе нанотрубок, пронизывающих тонкую полимерную плёнку; справа – гибкий дисплей с изображением Леонардо де Винчи

 

 

 

 

 

Россия: Президентская Инициатива  «Стратегия развития наноиндустрии» (24.04. 2007)

 

139-ФЗ «О Российской корпорации  нанотехнологий» (19.07.2007)

 

Стратегия деятельности ГК «Роснанотех»  до 2020 года (29.05.2008)

 

РНЦ «Курчатовский институт»

головная научная организация  –

координатор деятельности в  области нанотехнологий, в организации  национальной нанотехнологической  сети РФ.

 

РОСНАНО

ключевой координатор 

и базовый институт развития  инновационной политики 

в наноиндустрии, 
коммерциализации проектов   
в области нанотехнологий

 

Наноиндустрия РФ:

Законодательная база  и ключевые игроки

 

Национальные наноинициативы  приняты более чем в 30 странах:

 

2001: США, Китай, Южная  Корея, Сингапур…

2002-2003: Израиль, Япония,  Тайвань, Индия…

 

 

 

 

Страница 12

 

Общая информация по  структуре портфеля запросов 
на финансирование проектов  (на 25.09.2009г.)

 

По состоянию на 25.09.09 в  Корпорацию «Роснанотех» поступило:

• 1211 запросов на финансирование проектов с бюджетом  1 481,2 млрд.руб,

из более чем 135 городов  России и 19 зарубежных стран.

В течении 2009 г. сохраняется  тенденция к расширению географии  и росту числа 

заявителей при неизменности  сложившейся структуры распределения  поступающих 

запросов по первой 10 наиболее активных городов.

 

 

 

 

согласно Президентской Инициативе  «Стратегия развития наноиндустрии» (24.04.2007)

 

•  Снижение материало- и энергоемкости отечественной продукции

 

•  Повышение качества медицинского обслуживания населения

 

•  Создание новых высокотехнологичных рабочих мест

 

Примеры приоритетных направлений,

реализуемых в проектах ГК  «Роснанотех»

 

• Композитные материалы
• Оптоэлектроника
• Солнечная энергетика
• Медицина и фармацевтика

 

Инвестпроекты: приоритетные направления

 

 

 

 

Будущее за высокими  технологиями

 

 $11,7 млрд.

 

2006 г.

 

в 2008 г.

 

$15 млрд.

 

Динамика инвестиций в  сферу нанотехнологий в мире

 

Годовые затраты из госбюджета  различных стран на развитие  нанотехнологий, млн долл 

 

 

 

 

Нанотехнологии уже давно  вокруг нас

 

 

 

 

В США на конец июля 2007 г. по крайней мере 300 видов  потребительских товаров, включая  солнцезащитные кремы, зубные пасты  и шампуни, делаются с использованием  нанотехнологий. FDA пока разрешает  продавать их, не снабжая специальной  наклейкой «Содержит наночастицы». В то же время многие исследователи  утверждают, что проникая внутрь  такие наночастицы могут вызывать  воспалительные или иммунологические  реакции. Поэтому в какой-то мере, вступая в эру нанотехнологий  мы ставим себя на место  подопытных морских свинок.

 

Безопасность нанотехнологий ?

 

 

 

 

С

П

А

С

И

Б

О

 

за внимание

 

Антимикробное покрытие из наночастиц TiO2 и Ag

Простыни с наночастицами Ag, обладающие  бактерицидным и противогрибковым  действием

Антимикробные раневые повязки  с наночастицами Ag, обладающие бактерицидным  действием

Солнцезащитный крем с наночастицами ZnO - не липкий и прозрачный

Баллончик, распыляющий стерилизующую  взвесь из наночастиц Ag