ПОПУЛЯРНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Размещение материала

Для размещения материала в данном разделе заполните пожалуйста эту форму.

Кадры

Фотогалерея

НИОКР

ДНК наномеханические роботы и вычислительные устройства / 26.12.2008

© В.Ю. Попов, Уральский государственный университет им. А.М. Горького

Источник: Федеральный портал по научной и инновационной деятельности

Одним из основных компонентов для биомолекулярных нанотехнологий является ДНК – молекула с физическими свойствами, которые делают ее идеальной основой как для конструирования на наноуровне, так и для хранения информации. Поэтому естественно, что ученые ищут пути для использования ДНК для создания нанобионических устройств. В частности, исследователи ищут пути использования преимуществ наномеханических свойств ДНК. Данная статья посвящена обзору последних достижений в области ДНК наномеханической робототехники и разработки ДНК наномеханических вычислительных устройств.

Введение

В 1959 году Фейнман выступил с докладом “There’s Plenty of Room at the Bottom” (см. [1], [2]), посвященным миниатюризации до уровня наночастиц. Позднее в работах [3], [4] был дан обстоятельный анализ возможных перспектив исследований в области нанотехнологий. В частности, в [3] было введено разделение на top–down (сверху вниз) и bottom–up (снизу вверх) технологии. Отличительной особенностью этих технологий должно быть то, что в рамках top–down технологий для получения продуктов, содержащих какие-либо изменения на уровне наночастиц, осуществляется управляющее воздействие из макромира, а в рамках bottom–up технологий для изготовления таких продуктов должно применяться управляющее воздействие из наномира.

Естественно для того, чтобы добиться начала поступления требуемого управляющего воздействия из наномира, какие-то начальные воздействия необходимо осуществить из макромира. Однако возможности таких воздействий весьма ограничены. В частности, в области микропроцессоров существующие технологии уже дошли до уровня наночастиц [5] и существует мнение, что в обозримом будущем эти технологии достигнут своего предела [6]. Таким образом, хотя определенных изменений на уровне наночастиц можно добиться и современными технологиями, и даже средневековыми (булатная сталь, цветное стекло и т.д.), существенного прорыва следует ожидать от технологий, максимально переносящих управление в наномир. На сегодняшний день существует ряд документов, характеризующих обозримую перспективу развития нанотехнологий. Например, Дорожная карта развития нанотехнологий, составленная корпорацией RAND (Research And Development, США), Дорожная карта Европейской комиссии (Nanoroadmap Medical and Health, 2006 г.), созданная в рамках подготовки и реализации Седьмой рамочной программы Европейского Союза по научно-исследовательскому и технологическому развитию. В частности, созданная в 2001 году в США National Nanotechnology Initiative (NNI) определила следующую стратегию развития нанотехнологий [7] на 20 лет:
- до 2004 года – создание пассивных наноструктур: осциллограф, наночастиц, саноструктурированных материалов, полимеров, керамики и т.д.;
- до 2010 года – создание активных наноструктур: транзисторов, усилителей, силовых приводов, адаптивных структур и т.д.;
- с 2010 года – создание систем наносистем: роботов, систем управления самоорганизацией и т.д.;
- с 2020 года – создание молекулярных систем, являющихся интегрированными самостоятельно эволюционирующими системами для создания молекулярных роботов.

Этот план достаточно наглядно отражает основную задачу, стоящую перед нанотехнологиями в обозримом будущем: наноструктурные изменения должны осуществляться нанороботами, которые производятся на нанозаводах-роботах. До сих пор нанотехнологии опирались преимущественно на достижения в области физики, химии, науки о материалах, биологии. При этом информационные технологии выступали лишь как вспомогательный инструмент, использующийся в рамках только что перечисленных наук. Однако решение основной задачи, стоящей перед нанотехнологиями, потребует от информационных технологий существенно большего: технологии, позволяющей осуществлять автономное управление крупномасштабными нанокомплексами посредством нанокомпьютеров.

TOP100 самых популярных
научных разработок
за месяц
Место Наименование Показов
1

Магнитные наночастицы: проблемы и достижения химического синтеза

Основную часть обзора составляют три раздела собирательно названные по сути методов получения магнитных наночастиц - 1. Гидролиз, соосаждение, 2. Мицеллы и 3. Термолиз. Разделы окаймляются общим введе

330
2

Монокристаллический кремний. Технология производства

Данная технология относится к области получения монокристаллов полупроводниковых материалов и может быть использована при получении монокристаллов кремния методом Чохральского. Данная технология относ

239
3

Технология нанесения наноструктурных покрытий методом магнетронного напыления

Возрастающий интерес к наноструктурным пленкам связан с их высокой твердостью, коррозионной стойкостью, износостойкостью, термостойкостью и улучшенными антифрикционными свойствами. Срок службы обрабат

161
4

Способы получить электричество из ничего

    Никогда не знаешь, когда может понадобиться электричество, будь это электричество для самодельных лампочек с обугленными волокнами бамбука вместо нити накаливания, чтобы

67
5

Главная загадка квантовой механики (видео)

В видео раскрывается главная загадка квантовой механики доступным языком. Для введения в курс, кратко о том, что такое квантовая механика. Квантовая механика — раздел теоретической физики, о

63

Анонсы событий