95034

Новые направления исследований и разработок

Реферат

Инновационные исследования

Ряд технологий, появившихся в начале 21 века, будут, по всей видимости, внедрены в коммерческие продукты. Станут реальностью новые более дешевые семейства сенсоров, которые могут быть более легко интегрированы в строительные и инфраструктурные конструкции. Подобно использованию видеокамер для физического наблюдения...

Русский

2015-09-19

39.5 KB

0 чел.

Новые направления исследований и разработок.

Сенсоры на основе нанотехнологий

Ряд технологий, появившихся в начале 21 века, будут, по всей видимости, внедрены в коммерческие продукты.

Станут реальностью новые более дешевые семейства сенсоров, которые могут быть более легко интегрированы в строительные и инфраструктурные конструкции. Подобно использованию видеокамер для физического наблюдения, химические и биологические сенсорные технологии начнут включаться в другие технологии наблюдения и передачи данных для совершенствования обнаружения возможной угрозы.

Многие из этих систем будут разработаны для контроля ряда представляющих интерес веществ и получения результатов в течение нескольких минут. Другие потенциальные области применения сенсоров на основе нанотехнологий включают использование их для подключения к системам контроля, системам управления средствами передвижения и оборудование для обеспечения безопасности дома, такое как датчики угарного газа и задымленности.

Будущие достижения в области создания необслуживаемых сенсоров и сенсорных платформ с большим сроком службы потребуют кардинальных улучшений управления электропитанием от аккумуляторов и емкости самих аккумуляторов, а также возможностей оперативного управления потоками газов и жидкостей в системах микроанализа.

В последующие 15 лет мы также станем свидетелями дальнейших все возрастающих достижений в области химической и биологической селективности и чувствительности для всех сенсорных платформ.

Энергетика на основе нанотехнологий

В течение последующих 15 лет многие усовершенствования в конструкциях электродов и архитектуре аккумуляторов будут, вероятно, интегрированы в серийно выпускаемые аккумуляторы. Такие технологии, как модернизированные электроды, использующие нанокомпозиты, видимо, в значительной степени проникнут на рынок. Также вероятно, что трехмерные (объемные) конструкции аккумуляторов, использующие наноструктуры, существенно вторгнутся в сферу производства коммерческих продуктов.

Успехи в применении наноматериалов и наноструктур для солнечных батарей, вероятно, позволят получить улучшенные гибкие формы солнечных батарей. Недавние работы по применению солнечных батарей, использующих квантовые точки и другие нанотехнологические подходы, показывают, что достижения нанотехнологии могут также повысить эффективность преобразования солнечной энергии до или, возможно, выше того уровня, который наблюдается в современных серийно производимых солнечных батареях.

Нанотехнология и нанобиотехнология

Будет достигнут ряд успехов, которые позволят осуществлять более быстрые, точные анализы и идентификацию биологических объектов. Развитие технологии сенсоров сделает возможным создание портативных устройств, которые будут способны делать некоторые виды биологических анализов в полевых условиях с минимальным участием человека.

Исследования в области наноструктурированных материалов и покрытий могут привести к прогрессу в протезировании, который обеспечит увеличенную площадь поверхности и биосовместимость для роста кости и уменьшения отторжения. Во многих отношениях способность организма переносить или даже принимать чужеродные материалы и устройства будет повышена за счет развития нанобиотехнологии. Ученым и врачам удастся специально формировать поверхностную структуру медицинских устройств в наномасштабе для улучшения приживления и облегчения желаемых биологических процессов (например, роста кости), при этом подавляя нежелательные процессы (например, инфекции).

Как упоминалось выше, развитие сенсоров с использованием нанотехнологий, интегральных схем и электронных устройств на основе нанотехнологий и устройств энергоснабжения с применением нанотехнологий сделают возможным улучшение пассивного и активного наблюдения и контроля пациентов. Некоторые из этих нанобиотехнологических устройств найдут применение для наблюдения за пациентами; другие смогут применяться для мониторинга здоровья и состояния организма военных и гурсонала групп реагирования на чрезвычайные ситуации.

Поскольку прогресс в использовании наноструктурированных материалов при доставке лекарств будет продолжаться, часть этих задач и принятие данных приложений будет зависеть от других исследований по взаимодействию наноматериалов с организмом и окружающей средой.

Нанотехнологическое производство

Значительный прогресс в производстве более сложных структур или компонентов устройств посредством молекулярного производства начнет выходить из лабораторий. Однако принимая во внимание трудности, связанные с этой областью, весьма маловероятно, что устройства с комбинированными функциями, произведенные методом молекулярного производства, станут серийно выпускаться в течение этого временного периода.

На протяжении этого периода будут достигнуты дальнейшие нарастающие успехи и в других видах производства наноструктур и функционализированных наноструктур, а также будет достигнуто расширение рынка для этих материалов по мере открытия их новых свойств. Однако наноразмерные устройства с высоким уровнем функциональности, полученные исключительно посредством использования методов молекулярного производства, не будутиметь большого значения.

Одна из областей, в которых может обнаружиться рост во временном интервале до 2020 г., — это совмещение молекулярного производства с более традиционным производством «сверху вниз». Отрасли, в которых это может иметь значительное влияние, будут включать интегрирование функционализированных наноструктур в традиционные устройства, такие как полупроводниковые интегральные схемы, или разработка новых композитных материалов и устройств с улучшенной функциональностью. Существующие примеры этого включают добавление углеродных нанотрубок в краситель для уменьшения накопления статического электричества, а также функционализированные наноструктуры в виде покрытий для линз» или функционализированные ткани для придания им устойчивости к носке или водоотталкивающих свойств.

Вероятно, что наноструктурированные материалы при появлении новых свойств будут все больше объединяться с макроскопическими устройствами и компонентами для обеспечения повышенной функциональности или улучшения свойств.

 Заключение

У нашей страны есть 5-7 лет стабильности, обеспеченной запасами сырья. Потом нанотехнологические разработки начнут массово выходить из лабораторий, и «сырьевая игла» покажет свое коварство. Либо мы сумеем за это время создать научную и промышленную базу принципиально новой экономики, осуществить нанотехнологический прорыв, либо экономики у страны не будет в принципе.

Прогресс согласного ведет, несогласного тащит, а тот, кто ему противится, гибнет под его колесами. Остановить грядущую нанореволюцию не под силу никому – в этой гонке задействованы абсолютно все. Можно игнорировать факты, но экономические и социальные последствия для государства, не имеющего собственной глобальной нанотехнологической программы, будут самые плачевные – от полного коллапса экономики до потери суверенитета. В целом же, развитие нанотехнологий, как национальной идеи, способно кардинально преобразовать общество и страну, и вывести их на новый виток развития, а от решения этой задачи напрямую зависит место России в глобальной экономике и политике.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69464. Розанов. Легенда о Великом Инквизиторе 17.84 KB
  Религия нечто высокое и сделать ей возможно другого человека способность войти в ее миросозерцание высшая цель. Здесь надломленность человеческих сил неспособность их продолжать тот путь по который от скрытого начала к скрытому же концу ведет человека провидение.
69465. Сатира в литературе 1920-х годов 18.38 KB
  В 1920-ые годы возникла необходимость в так называемом «отдыхе». Человек на протяжении последних лет был погружен в атмосферу революций, гражданских войн – «кровавых» событий. Пьесы, которые ставились на сцене театра, имели «лечебное» воздействие; театр – это место, где собирается масса народа; происходящее на сцене...
69466. Сентиментализм и предромантизм 21.64 KB
  Впервые термин «сентиментализм» был объявлен в 60 годы 18 века. Главная категория в сентименталистской эстетике – чувство. Категория чувствительности – основа на философском, этико-эстетическом и эмоциональном уровнях. Философия: Юм – трактат о человеческой природе.
69467. А. Солженицын (1918-2008): судьба, творчество, идеи 26.45 KB
  Как писатель Солженицын начинался в ГУЛАГе. Свои стихи и даже прозу он, не записывая, хранил в самом надежном месте, в собственном мозгу — заучивал наизусть. Диссидент. Ибо все, что он писал, было проникнуто решительным неприятием советской политической системы...
69468. Трифонов Юрий Валентинович 20.21 KB
  Понятие «экзистенциализм» возникло на излете Второй Мировой Войны и связано с внутренним разочарованием в человеке и человечестве. Экзистенциальность как философское направление и экзист как «бытие», которое ставит перед собой «вечные» вопросы, но, так или иначе, они всегда связаны с проблемой смерти.
69469. Проблемы национальных меньшинств 25.82 KB
  Проблемы национальных меньшинств — в том виде, как они предстают перед нами сегодня — с исторической точки зрения очень молоды. Современные проблемы меньшинств берут свое начало непосредственно в национальном государстве: некоторое время тому назад в Европе...
69470. Проблематика Чехова уже есть, тут – эволюция 17.74 KB
  Дерман А.О. « мотивы смешного в мещанской среде, когда перечень литературных штампов в его дебютной вещице был так забавен, — тогда из-под его пера выходили характерно юмористические фигуры: парикмахера, отказавшегося достричь своего клиента после того, как он узнал...
69471. Проза А. П. Чехова: проблематика, концепция человека, специфика повествования, проблема эволюции (на конкретных примерах) 25.35 KB
  Раннее творчество: «Толстый и тонкий», «Хамелеон», «Друзья на охоте» и др. – переработка классич традиции – новая трактовка «маленького человека»: боязнь высших чинов, пиитет перед вышестоящими. Мир изображается изнутри человека.