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

21922. Технологічний процес виробництва горілок, горілок особливих та лікеро-горілчаних виробів 238.5 KB
  Львівський Лікеро - Горілчаний Завод є перший виробник на Україні горілчаної продукції. Горілка порівняно недавній винахід людства. До появи горілки на Галичині прості галичани пили пиво, шляхта - вино, і лише наприкінці 18 ст. в Галичині зявляється мода на горілку
21923. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ КОРАБЛЕЙ 127 KB
  Назначение состав и особенности размещения энергетических установок на надводных кораблях. Устройство и живучесть надводного корабля. Это повлекло за собой усовершенствование конструкции парусного вооружения и способов управления парусами что позволило отказаться от весел сначала на крупных а затем и на остальных кораблях. Наряду с обеспечения движения корабля они стали снабжать оружие и технику различными видами энергии а также использоваться для улучшения обитаемости.
21924. ЗАЩИТА КОРАБЛЯ 142 KB
  ЛЕКЦИЯ: ЗАЩИТА КОРАБЛЯ. УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ: Понятие о конструктивной защите и физических полях корабля. Основные физические поля корабля и способы их снижения. Размагничивающее устройство корабля.
21925. ЖИВУЧЕСТЬ КОРАБЛЯ 151 KB
  ЛЕКЦИЯ: ЖИВУЧЕСТЬ КОРАБЛЯ. УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ: Понятие о живучести корабля и ее элементах. Обеспечение живучести корабля Организация борьбы за живучесть корабля ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Устройство и живучесть надводного корабля.
21926. ПОНЯТИЕ ОБ УСТРОЙСТВЕ ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ 127.5 KB
  Подводная лодка ПЛ представляет собой боевой корабль способный вести боевые действия как в надводном так и в подводном положении. Ввиду того что при нахождении ПЛ в подводном положении легкий корпус не испытывает гидростатического давления воды его конструкция определяется главным образом соображениями прочности при погружении всплытии и плавании в надводном положении. а Плавучесть подводной лодки Плавучестью ПЛ называется ее способность плавать по заданную ватерлинию в надводном положении и на определенных глубинах не...
21927. БОЕВЫЕ И МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА КОРАБЛЯ 140.5 KB
  ЛЕКЦИЯ: БОЕВЫЕ И МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА КОРАБЛЯ. УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ: Понятие о боевых качествах корабля. Основные сведения о мореходных качествах корабля. Понятие об эксплуатационной прочности корабля.
21928. Устройство надводного корабля 102.5 KB
  Тема: Устройство надводного корабля. Основные сведения по геометрии корпуса корабля. Составные части корпуса корабля и их общая характеристика. Назначением боевого корабля является ведение боевых действий на море.
21929. Общекорабельные системы и корабельные устройства 88.5 KB
  Боевая и повседневная деятельность обуславливает необходимость оборудование кораблей различными техническими средствами при помощи которых могли бы эффективно решаться следующие задачи: Борьба за непотопляемость корабля путем удаления воды из затопленных отсеков а также приемом и перекачиванием жидкого балласта для спрямления поврежденного корабля. Противоатомная защита корабля от радиоактивного заражения. Удаление с корабля трюмной воды различных нечистот и грязной воды. Корабельными системами называется совокупность специализированных...