Projektová práca z fyzikyProjektová práca z fyziky

NANOTECHNOLÓGIANANOTECHNOLÓGIA

Jaroslava HrtánkováJaroslava Hrtánková

3.B3.BŠk. rok 2006/2007 Šk. rok 2006/2007

Čo je nanotechnológia?Čo je nanotechnológia?

Nový vedný odbor – zaoberá sa presnou a Nový vedný odbor – zaoberá sa presnou a zámernou manipuláciou hmoty na úrovni zámernou manipuláciou hmoty na úrovni atómovatómov

Základná jednotka – 1 nanometer Základná jednotka – 1 nanometer [[ nm nm ]] (1 nm (1 nm == 1010-9-9 m) m)

Stavebné prvky – nanočastice a polyméry Stavebné prvky – nanočastice a polyméry menšie ako menšie ako 100 nm100 nm

O čo ide v nanotechnológií?O čo ide v nanotechnológií?

Výroba elektronických súčiastok, Výroba elektronických súčiastok, strojčekov, plošných spojov, robotov…. strojčekov, plošných spojov, robotov….

Na výrobu sú použité atómy a molekulyNa výrobu sú použité atómy a molekuly

1990 – týmu IBM sa podarilo napísať 1990 – týmu IBM sa podarilo napísať svoje meno pomocou atómov xenónusvoje meno pomocou atómov xenónu

Ako „ohmatať“ atómAko „ohmatať“ atóm

Na výrobu Na výrobu nanostrojov sa nanostrojov sa používa zariadenie používa zariadenie nazývané Scanning nazývané Scanning Probe Microscope Probe Microscope (SPM)(SPM)

Pracuje na princípe Pracuje na princípe zaznamenávania zaznamenávania prúdu medzi prúdu medzi časticamičasticami

Neviditeľné počítače a Neviditeľné počítače a samoopraviteľné materiálysamoopraviteľné materiály

počítače výkonnejšie natoľko, že to ani počítače výkonnejšie natoľko, že to ani nemá cenu odhadovaťnemá cenu odhadovať

Prvé samoopraviteľné materiály už Prvé samoopraviteľné materiály už existujúexistujú

Železo mŽelezo määkké ako blatokké ako blato

Nanotechnológie umožňujú veľmi presné Nanotechnológie umožňujú veľmi presné umiestnenie atómu, a tým aj vumiestnenie atómu, a tým aj vääzby, ktorú zby, ktorú naviaže s okolitými atómaminaviaže s okolitými atómami

Ideálny prvok UHLÍKIdeálny prvok UHLÍK

Nanoboti na scéneNanoboti na scéne

Nanoboti – roboti vytvorený v Nanoboti – roboti vytvorený v nanorozmerochnanorozmeroch

Široké uplatnenie, napr. MŠiroké uplatnenie, napr. Môôžu prenášať žu prenášať lieky na miesto infekcie, opravovať DNAlieky na miesto infekcie, opravovať DNA

Prototypy boli zhotovené z uhlíku a sú Prototypy boli zhotovené z uhlíku a sú veľké ako niekoľko molekúl dohromadyveľké ako niekoľko molekúl dohromady

NanoponorkaNanoponorka

Produkty nanotechnológieProdukty nanotechnológie

V 90. rokoch začali vznikať miniatúrne V 90. rokoch začali vznikať miniatúrne stroje, napr, ozubené koliesko s stroje, napr, ozubené koliesko s rýchlosťou otáčania 350 000 otáčok/minrýchlosťou otáčania 350 000 otáčok/min

V roku 2002 vznikol 1. funkčný motorčekV roku 2002 vznikol 1. funkčný motorček Nanopero, tranzistory, zlaté pohlcovače Nanopero, tranzistory, zlaté pohlcovače

pachu, okuliare novej generácie, pachu, okuliare novej generácie, nanošošovkananošošovka

„„inteligentné“ stroje, uniforma budúcnostiinteligentné“ stroje, uniforma budúcnosti

Sklo s nanoúpravouSklo s nanoúpravou

Inštitút pre molekulárnu výrobu Inštitút pre molekulárnu výrobu navrhuje stroje a zariadenia na navrhuje stroje a zariadenia na

úrovni molekúlúrovni molekúl

TisícnožkaTisícnožka

Súčasná kapacita pevného disku je 5 Súčasná kapacita pevného disku je 5 miliárd bitov na 1 štvorcový centimetermiliárd bitov na 1 štvorcový centimeter

Nanotechnológia umožňuje zvNanotechnológia umožňuje zvääčšiť čšiť pampamääťovú hustotu na 250 miliárd bitov na ťovú hustotu na 250 miliárd bitov na 1 štvorcový centimeter1 štvorcový centimeter

Model vysokokapacitného systému Model vysokokapacitného systému na uchovávanie informáciína uchovávanie informácií

FullerényFullerény

Základný stavebný kameň Základný stavebný kameň nanotechnológienanotechnológie

Objav, príprava a výskyt fullerénovObjav, príprava a výskyt fullerénov ŠtruktúraŠtruktúra Zvláštne vlastnosti fullerénovZvláštne vlastnosti fullerénov

Model fullerénuModel fullerénu Modifikácie Modifikácie molekúl uhlíkamolekúl uhlíka

NanotrubičkyNanotrubičky

Zvláštne vlastosti nanotrubičiek:Zvláštne vlastosti nanotrubičiek:

- Elektrická vodivosť- Elektrická vodivosť

- Veľká dĺžka – 100 m- Veľká dĺžka – 100 m

NanoteplomerNanoteplomer Tunelovací mikroskopTunelovací mikroskop Priemyselná využiteľnosťPriemyselná využiteľnosť

Modely uhlíkovej nanotrubičkyModely uhlíkovej nanotrubičky

NanokovyNanokovy

Prečo práve kovy?Prečo práve kovy? Revolučný význam nanoštruktúrRevolučný význam nanoštruktúr Súčasný stav vývoja vo sveteSúčasný stav vývoja vo svete Potenciálne prínosyPotenciálne prínosy

Medzníky v dejinách Medzníky v dejinách nanotechnológienanotechnológie

Približne 400 rokov p.n.l. – Demokritos použil slovo Približne 400 rokov p.n.l. – Demokritos použil slovo „atomos“, čo znamená nedeliteľný„atomos“, čo znamená nedeliteľný

1905 – Albert Einstein stanovil priemer molekuly cukru 1905 – Albert Einstein stanovil priemer molekuly cukru na cca 1 nanometerna cca 1 nanometer

1959 – Richard Feynman vysloví slávnu vetu „Tam dole 1959 – Richard Feynman vysloví slávnu vetu „Tam dole je veľa miesta“ (There is a plenty of room at the bottom)je veľa miesta“ (There is a plenty of room at the bottom)

1974 – Norio Tamaguči navrhol používanie termínu 1974 – Norio Tamaguči navrhol používanie termínu nanotechnológiananotechnológia

1985 – Robert F. Curl, Harold W. Kroto a Richard 1985 – Robert F. Curl, Harold W. Kroto a Richard Smalley objavili fullerénySmalley objavili fullerény

1991 – Sumio Iijima z firmy NEC zostrojil uhlíkové 1991 – Sumio Iijima z firmy NEC zostrojil uhlíkové nanotrubičkynanotrubičky

2002 – Výskumný tým Hewlett-Packard 2002 – Výskumný tým Hewlett-Packard predstavil prvú molekulárnu pampredstavil prvú molekulárnu pamääť na ť na svetesvete

2003 – Spoločnosť IBM vyrobila prvý 2003 – Spoločnosť IBM vyrobila prvý uhlíkový svetelný zdrojuhlíkový svetelný zdroj

Riziko v nanorozmerochRiziko v nanorozmeroch

Budú sa nanoboty množiť ako králiky?Budú sa nanoboty množiť ako králiky? Mutované strojeMutované stroje Obrana proti nanobotomObrana proti nanobotom