НПК "Нанотехнологии"

Муниципальное общеобразовательное автономное учреждение          средняя общеобразовательная школа № 13            городского округа город Нефтекамск              Республика Башкортостан  Наименование секции: Окружающий мир Исследовательская работа Тема: Нанотехнологии                     Автор работы: Валиев Амирхан,    3 А класс,  МОАУ СОШ №13 Научный руководитель:     Хазиева Гузель Хамитовна, учитель г. Нефтекамск, 2017г. Содержание  Введение ……………………………………………………………………….3 Глава 1. Общие представления о нанотехнологии 1.1 Понятие «Нано»…………………………………………………………….4 Глава 2.Применение нанотехнологий 2.1 Наночастицы в медицине…………………………………………………..5 2.2 Нанотехнологии в промышленности……………………………………..5­6 2.3 Нанотехнологии в биологии……………………………………………….6 2.4 Робототехника……………………………………………………………….6 Глава 3. Анализ вреда и пользы нанотехнологий 3.1 Вред нанотехнологий………………………………………………………..7 3.2 Польза нанотехнологий……………………………………………………...7 Заключение ……………………………………………………………………….8 Список используемых источников и литературы………………………………9 Приложения……………………………………………………………………..10  2 Введение В современном мире на нанотехнологии  обратили внимание ученые по всему   миру.   По   их   мнению,   совсем   скоро   нанотехнологии   станут неотъемлемой   частью   нашей   жизни,  кардинально   меняя   ее   к   лучшему.  Но хотелось бы узнать, что же это  такое на самом деле? И почему их называют технологиями будущего? И что от них нам ожидать? Меня   заинтересовала   эта   тема,   потому   что   в   будущем   нам   жить   и работать с нанотехнологиями, а на сегодняшний день нам очень мало, что известно об этом. Я считаю, что сегодня – это самая актуальная проблема, потому что она направлена на наше с вами будущее. И я решил начать изучать и исследовать технологии будущего уже сегодня. Цель работы: ­ узнать что такое нанотехнологии; ­ выяснить применение этой науки в различных отраслях; ­ узнать, могут ли нанотехнологии быть опасны для человека. Задачи:      ­   сформировать   представление   о   нанотехнологиях,   привести   к   пониманию понятий «наночастица», «наноразмер»;  ­ показать роль нанотехнологий для будущего использования и развития в таких сферах как медицина, промышленность, биология, роботехника и т.д. ­ развить интерес к нанотехнологии и областям ее применения, сформировать потребность для самостоятельного изучения. Гипотеза: Изучая нанотехнологии, мы все больше расширяем область их применений – от медицины до космических исследований. Объект исследования: виды нанотехнологий Предмет исследования: влияние нанотехнологий на человека 3 Методы исследования: сбор   материала   по   теме,  его   анализ   и   обработка, оформление работы, создание презентации Выход проектного продукта: презентация Глава 1. Общие представления о нанотехнологии 1.1 Понятие «Нано»   «Если бы меня спросили, какая область науки может обеспечить нам прорыв в будущее, я бы назвал нанотехнологии» (Ричард Фейнман (1918­1988) –   американский   физик,   удостоенный   в   1965   году   Нобелевской   премии   по физике  за работы по квантовой электродина­мике). Нанотехнологии – технологии манипулирующие веществом на уровне атомов и молекул. Слово “нано” в переводе с греческого означает карлик. Один нанометр (нм) это однамиллиардная часть метра, т.е.1 нм = 10(­9стп.)м. Для сравнения, толщина нити ДНК составляет около 2 нм, диаметр эритроцитов – 7000нм, толщина   человеческого   волоса   –   80   000нм,   большинство   атомов   вещества имеют размеры в 0.1­0.2 нм.  Без нанотехнологий дальнейшее развитие науки невозможно!  Нанотехнологиями сегодня активно занимаются примерно в 50 странах. Лидируют США, Япония, Южная корея, Германия. Россия занимает место во второй десятке. Но по числу публикаций по нанотематике, мы на почетном 8­ ом месте.  4 Глава 2. Применение нанотехнологий 2.1 Наночастицы в медицине Основным   направлением   экспериментальных   работ   в   этой   области станет   широкое   использование   наноразмерных   частиц.   Эти   частицы введенные   в   кровь   человека,   будут   легко   проходить   по   самым   узким капиллярам и поэтому смогут доходить по кровеносной системе практически до любого органа.  Управляемое   (программируемое)   взаимодействие   нанороботов   с органическим   материалом   является   основным   направлением,   по   которому развивается   приложение   нанотехнологий   в   медицине.   В   рамках   данных исследований   возможна   разработка   методов   воздействия   на   органические процессы   у   животных   и   растений.   Например,   нанороботы   внедренные   в организм солдата будут непрерывно поддерживать целостность структуры его ДНК и биохимических процессов, а это значит, что организм такого солдата будет устойчивым к воздействию радиации и химических атак противника. Более того, роботы могут стимулировать регенеративные. К сожалению, речь идет не только о перспективах спасения и зашиты человеческих жизней, но и об   их   уничтожении.   Например,   с   таким   же   успехом   наноробот   может распознавать структуру ДНК человека и разрушать те или иные его участки (гены) фактически вызывая мутации или сбои в биохимических процессах. При   этом   в   отличие   от   обычных   средств   химической   атаки   такие   роботы программируемы   (управляемы). 2.2  Нанотехнологии в промышленности 5 Если запрограммировать разные группы нанороботов на то чтобы они распознавали   в   окружающей   среде   определенные   атомы,  захватывали   их   и транспортировали  к другим роботам, которые эти атомы бы скапливали  и соединяли   друг   с   другом,   то   мы   получим   “нанозавод”.   Этот   “нанозавод”, фактически, способен производить как самих роботов (самовоспроизводство нанороботов) так и какие­либо материалы (органические или не арготические) практически   из   “воздуха”  т.е.   поглощая   нужный   материал   из   окружающей среды. При этом газ из таких нанороботов вполне мог бы “переварить” все живые и неживые материальные предметы, которые окажутся на его пути, оставляя после себя в огромных количествах вырабатываемый ими материал.  Впервые   нанотехнологии   стали   применять   в   производстве   модной одежды. Модельеры начали сотрудничество с учеными для производства так называемой   «функциональной   одежды».   В   этой   одежде   невозможно   будет заболеть, она не будет требовать стирки, не будет пропускать вредные газы.  2.3 Нанотехнологии в биологии Станет   возможным   внедрение   наноэлементов   в   живой   организм   на уровне атомов, создание биороботов.  В недалеком будущем будет предоставлена возможность искусственно производить имплантанты, антимикробные поверхности, человеческие органы, и даже компьютеры с человеческим интеллектом.     2.4 Робототехника Нанороботы   как   машины   способны   точно   взаимодействовать   с наноразмерными объектами в наномасштабе.  Вещество   окружающих   нас   предметов   представляет   собой   скопление молекул   (атомов).   При   этом   механические   и   химические   свойства   этих предметов есть результат взаимодействия образующих его частиц. А что если 6 в качестве частиц использовать микроскопические роботы? Ведь миллиарды таких   роботов   сцепленные   друг   с   другом   выглядели   бы   как   гелеобразная масса, которая может легко трансформироваться в любой макроскопический объект.   Управление   этими   роботами   позволило   бы   легко   манипулировать формой   и   свойствами   такого   “наногеля”.   Например,   такой   гель   из нанороботов мог бы создавать 3D клоны любых привычных предметов и при этом внешне быть даже неотличимой от них.  Глава 3. Анализ вреда и пользы нанотехнологий 3.1 Вред нанотехнологий Нанотехнологии могут стать причиной новых болезней, от которых не спасут даже новые «нанолекарства». Новое вооружение на основе нанотехнологий может попасть в руки террористов, что приведет к хаосу и войне. Развитие индустрии  производства  наноматериалов   приведет к  еще более серьезному загрязнению окружающей среды.  3.2 Польза нанотехнологий ­ нанотехнологии помогут создать новое поколение лекарств. Благодаря им многие неизлечимые болезни будут побеждены; ­ на основе нанотехнологий будут созданы новые образцы вооружений, новые системы   защиты,   что   в   итоге   улучшит   существенным   образом обороноспособность страны; ­ нанотехнологии позволят решить энергетические проблемы. Их внедрение позволит   более   эффективно   использовать   традиционные   и   откроет   путь   к новым источникам энергии. 7 Заключение Обобщив полученные знания, я сделал вывод что нанотехнология – это молодая   наука,   результаты   развития   которой   могут   до   неузнаваемости изменить окружающий мир.  Развитие   нанотехнологии   в   области   медицины   поможет   бороться   с самыми  страшными  болезнями  человечества,   например,  с  онкологическими заболеваниями. В далёком будущем развитие наномедицины может привести даже   к   достижению   бессмертия.   Области   применения   нанотехнологий многочисленны. А диапазон применения этих технологий увеличивается день ото дня и сулит еще много интересного. Мы можем с уверенностью говорить, что нанотехнология – наука будущего. Каковы будут эти изменения, полезными, несравненно облегчающими   зависит   от   угрожающими   человечеству, жизнь,   или   вредными, взаимопонимания и разумности людей.     8 Список используемых источников и литературы 1.Балабанов   В.,   Балабанов   И.Нанотехнологии.   Правда   и   вымысел.   –   М., «Издательство Эксмо». – 2010. – 384 с. 2.Кузнецов Н.Т. Основы нанотехнологии [Электронный ресурс] : учебник / Н. Т. Кузнецов, В. М. Новоторцев, В. А. Жабрев, В. И. Марго­ лин. — Эл. изд. — Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 400 с.). — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. – 397 с. 3.Черненко   Г.Т.  Нанотехнологии.   Настоящее   и   будущее.   –   М.,   ООО «Издательство Тимошка». – 2015. – 80 с. 4. http://www.nanoware.ru/budushhee­nanotexnologij.html 5.  http://www.med007.ru/news/1/2013­01­06­1116 6.  https://hi­news.ru/research­development/obnaruzheno­novoe­udivitelnoe­ svojstvo­vody.html 7.   http://varianinc.ru/nanotehnologii­proryiv­v­budushhee/nanotehnologii­nashe­ budushhee.html 9 10