Электроника.
В информационной сфере нанотехнология представлена следующими направлениями своего развития:
1.Нанокомпьютеры
2.Квантовые компьютеры.
3.Информационные сетевые устройства (оптическая связь-фотоника и новые типы волноводов, радиосвязь-электронные устройства со сверхширокой запрещённой зоной).
4.Наноустройства хранения информации (квантовая память, одноэлектронные запоминающие устройства, магнитные среды для сверхплотной записи, наносчитывающие головки, запись информации с использованием излучения ближнего поля, прецизионные приводы-позиционеры).
5. Наносистемное моделирование (создание автоматизированных систем контроля за обработкой поверхностей наноразмерного уровня).
6. Нейроэлектрические интерфейсы (идеей построения наноустройств, которые позволят соединять компьютеры с нервной системой).
7. Искусственный интеллект и роботы
С появлением новых средств наноманипулирования возможно создание механических компьютеров, способных в кубе с ребром 100 нм функционально повторить современный микропроцессор Intel Pentium II.
Медицина.
Нанотехнологии обеспечат ускорение разработки новых лекарств, создание нанопрепаратов и способов доставки лекарственных средств к очагу заболевания. Широкие перспективы открываются и в области медицинской техники (разработка средств диагностики, проведение безболезненных операций, создание искусственных органов). Со временем нанобиотехнологии будут предоставлять все больше возможностей для продления человеческой жизни и профилактики болезней.
Наномедицина представлена следующими возможностями:
1. Лаборатории на чипе (исследование геномов и белков) направленная доставка лекарств в организме.
2. ДНК – чипы (создание индивидуальных лекарств).
3. Искусственные ферменты и антитела.
4. Искусственные органы искусственные функциональные полимеры (заменители органических тканей).
5. Нанороботы-хирурги (биомеханизмы, осуществляющие изменения и требуемые медицинские действия, распознавание и уничтожение раковых клеток).
Поэтому основные направления, по которым уже идут исследования можно перечислить:
1. Новые методы доставки препаратов к определенным местам в организме.
2. Расшифровка генетических кодов.
3. Разработка искусственных тканей и органов.
4. Разработка сенсорных систем, которые могли бы сигнализировать о возникновении болезней внутри организма.
5. Медицинское обслуживание с использованием дистанционного управ-ления и устройств, работающих внутри живых организмов.
6. Разработка нанонейроцевтических средств.
На рис. 36 показаны имплантируемые металлические изделия, а на рис. 37а – капсула при плохой биосовместимости. На рисунке 37,б- небольшая капсула, что свидетельствует о хорошей биосовместимости (табл.2). Покрытие имеет аморфную структуру с размерами частиц менее 60 нм.
Рис. 36.
Фотография капсулы вокруг имплантата:
|
|
Рис. 37а.
|
Рис. 37б.
|
Возможно создание нанороботов-врачей, способных "жить" внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения или предотвращая их возникновение.
Биоинертные покрытия наноструктурированные на имплантантах получены с помощью нанотехнологий на кафедре «Технология конструкционных материалов» МАИ:
Табл. 3.
Сталь без покрытия |
Сталь с покрытием |
|||||
Zr |
ZrN |
ZrCxOy |
Nb |
NbN |
Ti |
|
16,8 |
4 |
5 |
3 |
6 |
4 |
10,5 |
Видно, что существенно улучшено качество покрытия на основе ZzCxOy.