Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Глава 2. НАНОТЕХНОЛОГИИ И ИХ ПЕРСПЕКТИВЫ В РОССИИ И В МИРЕ
Нанотехнологии – это междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами. На сегодняшний день в мире нет стандарта, описывающего, что такое нанотехнологии, и что такое нанопродукция.
Среди определений нанотехнологий имеются такие:
_ знание и управление процессами в масштабе 1 нм, но не исключающее масштаб менее 100 нм в одном или более измерениях, когда ввод в действие явления размерного эффекта приводит к возможности появления новых явлений и их применений;
_ использование свойств объектов и материалов в нанометровом масштабе, которые отличаются от свойств самих свободных атомов или молекул, а также от объемных свойств вещества, состоящего из этих атомов или молекул, для создания более совершенных материалов, приборов, систем, реализующих эти свойства.
Согласно концепции развития нанотехнологий на период до 2015 года, нанотехнологии определяются как совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты и их компоненты размерами менее 100 нм, хотя бы в одном измерении. В результате этого объекты получают принципиально новые качества, позволяющие осуществить их интеграцию в полноценно
функционирующие системы большего масштаба. Практический аспект нанотехнологий включает в себя производство устройств и их компонентов, необходимых для создания и обработки отдельных атомов, молекул и наночастиц, а также манипуляции ими. Подразумевается, что не обязательно объект должен обладать линейными размерами менее 100 нм. Это могут быть и макрообъекты, атомарная структура которых создаётся контролируемым образом, с разрешением на уровне отдельных атомов, либо же содержит в себе отдельные нанообъекты. В более широком смысле термин нанотехнологии охватывает также методы диагностики и исследования подобных нанообъектов.
Нанотехнологии качественно отличаются от традиционных технологий, поскольку в таких масштабах привычные, макроскопические способы обращения с материей часто неприменимы, а микроскопические явления, пренебрежительно слабые в привычных масштабах, становятся намного значительнее: речь идёт о свойствах и взаимодействии отдельных атомов и молекул или о квантовых эффектах.
Нанотехнологии, и в особенности молекулярные технологии, – новые, очень мало исследованные области. Основные открытия, предсказываемые в этой области фундаментальной наукой, пока не сделаны. Тем не менее, проводимые исследования уже дают практические результаты. Использование в нанотехнологиях передовых научных достижений позволяет относить её к высоким технологиям.
Развитие современной электроники идёт по пути уменьшения размеров устройств. С другой стороны, классические методы производства подходят к своему естественному экономическому и технологическому барьеру, когда размер устройства уменьшается ненамного, но экономические затраты на его производство возрастают экспоненциально. Нанотехнологии – это следующий логический шаг развития высоких технологий в области электроники, и других наукоёмких производств.