Нанотехнологии_финал

1.

Государственное бюджетное профессиональное образовательное
учреждение города Москвы
«Московский колледж управления, гостиничного бизнеса
и информационных технологий «Царицыно»
Индивидуальный проект
на тему: «Нанотехнологии в современном мире»
Специальность 09.01.01
Информационные системы и программирование
Выполнили:
Лукьянов Иван, Костюков Руслан
Группа ИСП-125
Руководитель:
Рубцова Виктория Владимировна

2.

3.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЦЕЛЬ
Комплексный анализ роли нанотехнологий в современном мире: история, практическое
применение в ключевых отраслях и оценка перспектив развития и рисков.
ЗАДАЧИ
1 Изучить историю возникновения и этапы развития нанотехнологий
2 Проанализировать применение нанотехнологий в медицине
3 Рассмотреть использование наносистем в космической отрасли
4 Выявить будущие возможности и охарактеризовать квантовые точки
5 Обобщить информацию о рисках и вопросах безопасности

4.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
1.1 История возникновения нанотехнологий
1.2 Применение в медицине
1.3 Применение в космосе
ГЛАВА 2. ПЕРСПЕКТИВЫ И ОПАСНОСТИ
2.1 Будущие возможности развития
2.2 Всё о квантовых точках
Заключение
Список литературы

5.

ГЛАВА 1
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
История нанотехнологий · Медицина · Космос

6.

1.1 ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
IV ВЕК
СРЕДНЕВЕКОВЬЕ
Кубок Ликурга — меняет цвет благодаря
наночастицам золота и серебра (50–100 нм)
Витражные краски из наночастиц металлов;
дамасская сталь содержит нанотрубки
ДРЕВНИЙ ЕГИПЕТ
1857 ГОД
Стойкое окрашивание волос благодаря
наночастицам сульфида свинца
Майкл Фарадей открыл оптические свойства
коллоидного золота — цвет зависит от размера частиц
СОВРЕМЕННОСТЬ
Фуллерены (1985), нанотрубки (1991), атомный силовой микроскоп —
переход от эмпирики к точному атомному управлению материей

7.

1.2 НАНОТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ
ТЕРАНОСТИКА
МАГНИТНАЯ ГИПЕРТЕРМИЯ
АДРЕСНАЯ ДОСТАВКА
Подход «лечим и видим»:
наночастицы одновременно
доставляют лекарство и
контрастное вещество для МРТ
Наночастицы оксида железа
нагреваются магнитным полем,
уничтожая рак без вреда
здоровым тканям
«Наноконтейнеры» (липосомы)
высвобождают лекарство только
в больной клетке благодаря
реакции на pH среды.
Решает проблему токсичности
химиотерапии

8.

ВЫВОД ПО ГЛАВЕ 1
Нанотехнологии — закономерный этап прогресса: от эмпирики до атомного
управления материей.
ФУНДАМЕНТ ОТРАСЛИ
МЕДИЦИНА
Фуллерены, нанотрубки и атомные
микроскопы заложили основу всей
наноиндустрии
Персонализированная терапия,
молекулярная диагностика,
адресная доставка лекарств
КОСМОС
Сверхпрочные лёгкие материалы, радиационная защита и автономные системы —
ключ к дальним миссиям и освоению Солнечной системы

9.

ГЛАВА 2
ПЕРСПЕКТИВЫ И ОПАСНОСТИ
Будущие возможности · Квантовые точки · Риски

10.

2.1 БУДУЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РАЗВИТИЯ
МОЛЕКУЛЯРНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ
Сборка «снизу вверх», материалы с
программируемыми
свойствами, перспектива нанофабрик
НАНОМЕДИЦИНА
Автономные внутриорганизменные устройства,
генная терапия, лечение неизлечимых болезней
ЭЛЕКТРОНИКА И ВЫЧИСЛЕНИЯ
За пределами кремния: молекулярная электроника,
квантовые компьютеры и графен
ЭНЕРГЕТИКА И ЭКОЛОГИЯ
Рекордные солнечные элементы и аккумуляторы,
нанофильтры для очистки воды и воздуха
УМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И КОСМОС
Самовосстанавливающиеся покрытия,
системы для межпланетных миссий
СДЕРЖИВАЮЩИЕ ФАКТОРЫ
Масштабируемость, контроль стабильности,
токсичность, отсутствие стандартов

11.

2.2 ВСЁ О КВАНТОВЫХ ТОЧКАХ
ЧТО ЭТО
Полупроводниковые нанокристаллы (1–10 нм). Цвет свечения зависит от размера: меньше — синее, больше
— красный.
ДИСПЛЕИ
МЕДИЦИНА
ДАТЧИКИ
QLED-экраны —
ярче, экономичнее,
точная цветопередача
Подсветка клеток для
ранней диагностики,
отслеживание доставки
лекарств
Определение состава,
температуры, давления.
Проблемы: токсичность,
сложность производства
ИТОГ: ключевая технология для наноэлектроники и диагностики будущего

12.

ВЫВОД ПО ГЛАВЕ 2
Нанотехнологии переходят от лабораторных опытов к комплексным платформам,
меняющим целые отрасли.
ГЛАВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
ГЛАВНЫЙ БАРЬЕР
Молекулярное конструирование,
наномедицина, «умные» материалы.
Квантовые точки — управление
свойствами через размер.
Разрыв между лабораторными
результатами и безопасным,
дешёвым массовым производством
ИТОГ
Потенциал огромный, но без решения вопросов безопасности, стабильности и масштабирования — никуда.

13.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Гипотеза подтверждена: нанотехнологии — фундаментальный драйвер научно-технической
революции XXI века.
ИСТОРИЯ
МЕДИЦИНА
КОСМОС
ДЛЯ НАС (ИСиП)
От древних витражей
до
атомных
микроскопов —
от случайного к
точному
контролю материи
Адресная доставка,
тераностика, генная
терапия — лечение
без побочек
Лёгкие материалы,
радиационная
защита,
автономные системы
—
дальние миссии
На стыке наноэлектроники и программирования
строится вычислительная
техника будущего

14.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. — М.: Физматлит, 2007.
2 Ратнер М. Нанотехнология: простое объяснение. — М.: АСТ, 2021.
3 Жуков С. А. Основы нанотехнологии. — М.: Бином, 2019.
4 Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. — М.: Техносфера, 2011.
5 Анискин В. И. и др. Нанотехнологии в электронике. — М.: Техносфера, 2020.
6 Петров К. С. Перспективы наноматериалов в медицине // Современные технологии. — 2022. — № 4.
7 Нанотехнологии и наноматериалы: портал РАН. — http://www.nanotech.ru

15.

СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!
Лукьянов Иван · Костюков Руслан
Группа ИСП-125 · Специальность 09.01.01
Нанотехнологии в современном мире