Нанотехнологии в машиностроении России - Дипломная работа

Глава 1. Понятие и развитие нанотехнологий 1.1. Современный уровень развития нанотехнологий 1.5. Применение нанотехнологий в различных отраслях 1.5.1. Использование нанотехнологий в машиностроении 2.1. Технологические особенности применения нанотехнологий в машиностроении (на примере автомобильной промышленности) 2.3. Ключевые проблемы развития нанотехнологий в России Заключение Cписок использованных источников Введение В своей дипломной работе мы решили рассмотреть такую тему, как применение нанотехнологий в машиностроении. Выбранная тема не случайна: мы считаем, что проблема развития и внедрения нанотехнологий в производственный процесс различных отраслей хозяйства России является сейчас очень важной и актуальной. По сути, это огромный шаг в науке. Нанотехнология - область прикладной науки и техники, имеющая дело с объектами размером менее 100 нанометров (1 нанометр равен 10?9 метра). Нанотехнология качественно отличается от традиционных инженерных дисциплин, поскольку на таких масштабах привычные, макроскопические, технологии обращения с материей часто неприменимы, а микроскопические явления, пренебрежительно слабые на привычных масштабах, становятся намного значительнее: свойства и взаимодействия отдельных атомов и молекул , квантовые эффекты . Материал изложен в двух основных главах: Первая глава носит теоретический характер - то есть в целом знакомит с нанотехнологией: понятие, история развития, возможности применения. Понятие нанотехнологий Любой материальный предмет - это всего лишь скопление атомов в пространстве. Сама десятичная приставка «нано-» происходит от греческого слова ????? - «карлик» и означает одну миллиардную часть чего-либо. В связи с этим возникли понятия нанонауки, нанотехнологии и наноинженериии (нанонаука занимается фундаментальными исследованиями свойств наноматериалов и явлений в нанометровом масштабе, нанотехнология - созданием наноструктур, наноинженерия - поиском эффективных методов их использования) (см. рис. Научные основы и объекты нанонауки и нанотехнологии [2, С.33] Наноматериалы - материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками; Наносистемная техника - полностью или частично созданные на основе наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям. 1.2. Отличие свойств малых частиц от свойств массивного материала известно ученым давно и используется в различных областях техники. Но только через 26 лет немецкие физики Эрнст Руска, получивший Нобелевскую премию в 1986 г., и Макс Кнолл создали электронный микроскоп, обеспечивающий 15-кратное увеличение (меньше, чем существовавшие тогда оптические микроскопы), он и стал прообразом нового поколения подобных устройств, позволивших заглянуть в наномир. Днем рождения нанотехнологий считается 29 декабря 1959 г. Профессор Калифорнийского технологического института Ричард Фейман выступил с лекцией на ежегодной встрече Американского физического общества в Калифорнийском технологическом институте. Правда, вскоре работы над Topografiner были прекращены, и признание к Янгу пришло только в 1979 г., после чего он получил множество наград. 1985 г. Трое американских химиков: профессор Райсского университета Ричард Смэлли, а также Роберт Карл и Хэрольд Крото (Нобелевские лауреаты 1996 г.) открыли фуллерены - молекулы, состоящие из 60 атомов углерода, расположенных в форме сферы. Современный уровень развития нанотехнологий В настоящее время наноматериалы используют для изготовления защитных и светопоглощающих покрытий, спортивного оборудования, транзисторов, светоиспускающих диодов, топливных элементов, лекарств и медицинской аппаратуры, материалов для упаковки продуктов питания, косметики и одежды.