авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

Департамент образования г. Москвы

НИЦ «Курчатовский институт»

Московский институт открытого образования (МИОО)

Национальный центр непрерывного естественнонаучного

образования (НЦНЕНО).

Первый конкурс

научно-исследовательских,

проектных и реферативных работ

школьников

«НБИК–Т»

(2011 год)

СБОРНИК ТЕЗИСОВ ДОКЛАДОВ

часть 1

Первый конкурс научно-исследовательских, проектных и ре феративных работ школьников «НБИК–Т» (2011 год). Сбор ник тезисов докладов. М.: НЦНЕНО, 2011. Ч. 1. – 109 с.: ил.

В сборнике содержатся тезисы докладов, допущенных жюри к участию в первом конкурсе научно-исследовательских, проект ных и реферативных работ школьников «НБИК–Т».

На конкурс принимались научно-исследовательские, проект ные и реферативные работы школьников, посвященные вопросам нано-, биологических, информационных, когнитивных наук и технологий.

НБИК – это совершенствование технологий атомно молекулярного конструирования и создание материалов с прин ципиально новыми свойствами. Это наноприборы и наносистемы, наносенсоры, наноэлементы памяти и механических устройств, функциональная наноэлектроника как на основе известных полу проводниковых материалов, так и принципиально новая, напри мер, с использованием углеродных материалов (графен, фуллере ны, нанотрубки и пр.). Это сближение и взаимопроникновение неорганического и биоорганического мира живой природы, со единение возможностей современных технологий с конструкция ми, созданными живой природой. В основе этого лежит конвер генция, взаимопроникновение нано-, био-, инфо-, когнитивных наук и технологий.

Тезисы докладов опубликованы в авторской редакции.

НЦНЕНО, Вода - вещество привычное и необычное Александров Алексей Игоревич, Жуков Дмитрий Львович, Кулагин Григорий Игоревич ГОУ СОШ 737 г.Москвы Научный руководитель Кодикова Е.С., учитель физики, д.п.н.

В общем смысле вода – эмблема всех жидкостей в материальном мире, принципов их циркуляции (крови, сока растений), растворения, смешения, сцепления, рождения и возрождения.

Важные сведения. Земной шар содержит около 16 млрд. км3 воды, что составляет 0,25 % массы всей нашей планеты.

На Земле нет других веществ, наделенных способностью быть жидко стью при температурах существования человека и при этом образовывать газ не только легче воздуха, но и способный возвращаться к её поверхно сти в виде осадков.

В организме растений и животных содержится более 60% воды. Чело век не может существовать более недели без воды.

Вода – это бесцветная жидкость без запаха и вкуса (в толстых слоях имеет голубоватый цвет). Вода встречается в природных условиях в трех состояниях: твердом (лед), жидком (вода), газообразном (пар). Ученые выделяют как минимум 5 различных состояний воды в жидком виде и состояний в замерзшем виде.

Вода является эталоном для измерения температуры, массы, количест ва тепла.

Плотность жидкой воды при 4С равна 1000 кг/м3. Плотность твердой воды – льда - при 0°С и нормальном атмосферном давлении составляет 917 кг/м3. Удельная теплоемкость воды при 0°С равняется 4, кДж/(кг·К), для льда - 2,11 кДж/(кг·К), для пара при температуре 100°С и давлении 105 Па - 2,0267 кДж/(кг·К).

Диэлектрическая проницаемость воды для статических электрических полей равна 81.

Среди существующих в природе жидкостей поверхностное натяжение воды уступает только ртути.

Изучение молекулы воды с помощью спектрографических исследова ний позволило установить, что она имеет структуру как бы равнобедрен ного треугольника: в вершине этого треугольника расположен атом ки слорода, а в основании его - два атома водорода. Угол при вершине со ставляет 104°27, а длина стороны - 0,096 нм. Эти параметры относятся к гипотетическому равновесному состоянию молекулы без ее колебаний и вращений.

Способность молекул воды образовывать определенные структуры, основана на наличии электростатического взаимодействия между отрица тельным зарядом кислорода одной молекулы воды и частичным положи тельным зарядом водорода соседней молекулы воды (водородных связей).

Водородные связи между молекулами воды в 24 раза слабее, чем связь в самой молекуле воды между атомами водорода и кислорода за счет спа ривания электронов. Эти связи не химической природы. Они легко раз рушаются и быстро восстанавливаются, что делает структуру воды ис ключительно изменчивой. Водородные связи намного сильнее вандерва альсовских сил притяжения между молекулами других веществ и на по рядок величины слабее ионных и ковалентных связей между атомами в молекулах.

Аномалии воды. Диаметр молекулы воды 2,8. Если рассматривать воду как простую совокупность молекул Н2О, то оказывается, что её плотность должна составлять 1840 кг/м3, а температура её кипения будет равна 63,5°С.

Плотность кристаллической воды (льда) меньше, чем жидкой воды, в отличие от большинства веществ. Но после перехода в жидкое состояние при повышении температуры плотность воды продолжает увеличиваться и достигает максимума при 4°C.

Вода обладает аномально высокой теплоемкостью. Теплоёмкость воды зависит от температуры немонотонно, как у большинства веществ. Необ ходимо заметить, что теплоемкость льда меньше в 2 раза.

Величина RTкр/ (pкрVкр) для всех газов, в том числе и для водяного па ра, должна быть равна 8/3=2,667. Однако для водяного пара она равна 4,46.

Известно, что горячая вода замерзнет быстрее холодной («эффект Мпемба»).

Диэлектрическая проницаемость воды равная 81 (самая большая среди известных веществ) уменьшается не только в переменных во времени, но также и в пространственно переменных полях.

Гипотезы. Существует ряд гипотез, объясняющих строение пара, во ды и льда и их особенности. Эти гипотезы опираются на молекулярно кинетическую теорию строения вещества, основы которой были заложены М.В. Ломоносовым.

В конце XIX века возникло предположение, что на самом деле вода это не единая жидкость, а смесь двух компонентов, которые различаются свойствами, например плотностью и вязкостью, а, следовательно, и структурой.

В 1993 году американский химик Кен Джордан предложил свои вари анты устойчивых “квантов воды”, которые состоят из 6 её молекул. Эти кластеры могут объединяться друг с другом и со “свободными” молеку лами воды за счет водородных связей.

При плавлении льда его структура разрушается. Но и в жидкой воде сохраняются водородные связи между молекулами: образуются ассоциа ты, как бы обломки структуры льда, состоящие из какого-то числа моле кул воды. Каждый ассоциат существует очень короткое время: постоянно происходит разрушение одних и образование других агрегатов. В пусто тах таких “ледяных” агрегатов могут размещаться одиночные молекулы воды;

при этом упаковка молекул воды становится более плотной. Имен но поэтому плотность воды возрастает.

Рис.1. Современная клатратно-фрактальная модель во ды.

Г. Стэнли предложил смешанную кластерно-фрактальную модель воды (рис.1).

В 1999 г. российским исследователем С.В. Зениным на основании дан ных, полученных методами рефрактометрии, высокоэффективной жидко стной хроматографии и протонного магнитного резонанса была доказана геометрическая модель основного стабильного структурного образования из молекул воды и в 2004 г. было получено изображение с помощью кон трастно-фазового микроскопа этих структур.

Рис.2 Отдельный кластер воды Согласно гипотезе С.В. Зенина вода представляет собой иерархию правильных объемных структур "ассоциатов" (clathrates) (рис. 2), в основе которых лежит кристаллоподобный "квант воды", состоящий из 57 ее мо лекул, которые взаимодействуют друг с другом за счет свободных водо родных связей. При этом 57 молекул воды (квантов), образуют структуру, напоминающую тетраэдр. Тетраэдр в свою очередь состоит из 4 додека эдров (правильных 12-гранников). 16 квантов образуют структурный эле мент, состоящий из 912 молекул воды. Вода на 80% состоит из таких эле ментов, 15% - кванты-тетраэдры и 3% - классические молекулы Н2О. Та ким образом, структура воды связана с так называемыми платоновыми телами (тетраэдр, додекаэдр), форма которых связана с золотой пропор цией. Ядро кислорода также имеет форму платонова тела (тетраэдра).

И из всего многообразия структур в природе базовой, является всего одна – гексагональная (шестигранная), когда шесть молекул воды (тетра эдров) объединяются в кольцо. Такой тип структуры характерен для льда, снега, талой воды, клеточной воды всех живых существ (рис 3).

Рис. 3 Изображение гексамера воды, полученное с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Размер гек самера в поперечнике - около 1 нм. Фо то London Centre for Nanotechnology При нагревании воды часть теплоты затрачивается на разрыв водород ных связей (энергия разрыва водородной связи в воде составляет пример но 25 кДж/моль). Этим объясняется высокая теплоемкость воды.

Модель, предложенная С.В. Зениным, позволяет объяснить информа ционные свойства воды. Переносчиками информации могут быть физиче ские поля самой различной природы. Так установлена возможность дис танционного информационного взаимодействия жидкокристаллической структуры воды с объектами различной природы при помощи электро магнитных, акустических и других полей. Воздействующим объектом может быть и человек.

Российские исследователи, развивая идеи Ю.И. Наберухина, провели расчет энергетических характеристик, необходимых для перехода свобод ных молекул воды из несвязанного состояния в полость клатрата и обрат но. Они показали, что структурой воды - количеством свободных молекул воды в полостях клатратов и вне их, - можно управлять с помощью давле ния, температуры, магнитного поля и т. д. Причем вода может использо ваться для медицинских целей, как самостоятельно, так и в качестве "упа ковки" для молекул лекарственных веществ. Такой гипотетической "упа ковкой", способной донести лекарства до внутренних органов больного, не растратив их по пути, служат клатраты, в полостях которых могут быть размещены лекарственные молекулы при определенных режимах их при готовления.

Если поместить в воду молекулы другого вещества - кластеры начнут "перенимать" его электромагнитные свойства. Это свойство объясняет чрезвычайно лабильный, подвижный характер их взаимодействия.

Учитывая, что вода представляет собой кластерную систему, то есть, является глубоко ассоциированной жидкостью, то ее свойства аналогичны свойствам полимеров имеющих высокую текучесть.

Экспериментами американских учёных под руководством Сяо Чэн Цзэна в Университете штата Небраска (США) было компьютерными ме тодами доказано, что молекулы воды при низких отрицательных темпера турах и высоких давлениях внутри нанотрубок могут кристаллизоваться в форме двойной спирали, напоминающую ДНК. В моделируемом экспе рименте вода "помещалась" в нанотрубки под высоким давлением, варьи рующимися в разных опытах от 10 до 40000 атмосфер. После этого зада вали температуру, которая имела значение -23°C. Диаметр нанотрубок составлял от 1,35 до 1,90 нм.

Итак, всё вышесказанное составляет то самое «простое и привычное»

вещество, которое течет из водопроводных кранов, которое окружает нас повсюду, благодаря которому мы живем. Вот так, на первый взгляд, обычное вещество может быть настолько сложным и непонятным. С дру гой стороны, становится очевидным, что в будущем это вещество может стать основой для развития новых технологий.

Используемые источники:

1. Зацепина Г.Н. Физические свойства и структура воды. - М.: Москов ский университет, 1998. – 184 с.

2. Хомченко Г. П., Химия для поступающих в ВУЗы. М.: Новая волна, 2002. - 480с.

3. http://www.coralhealth.kz/engine/print.php?newsid=182&news_page= 4. http://www.wikipedia.ru/ 5. http://www.o8ode.ru/ Нанотехнологии в летательных аппаратах Арбузова Мария Тарасовна, школа № Научный руководитель Бойцова Наталья Юрьевна, учитель физики В июне 1979 года, Брайен Аллен перелетел на летательном аппарате «Госсамер Альбатрос» с педальным приводом через Ла-Манш и получил за это приз Кремера в размере 100 000 фунтов стерлингов. Создание По лом Маккреди невесомой конструкции «Госсамер Альбатрос» стало воз можным благодаря новым материалам. В 1981 году был совершен полет на дальнее расстояние на очень хрупком летательном аппарате «Солар Челленджер» исключительно на солнечной энергии. В начале 1990х в па мять о незадачливом пионере авиации Альбрехте Людвиге Берблингере город Ульм объявил конкурс на проект реального летательного аппарата на солнечной энергии.

В июле 1996 построенный Университетом Штут гарта планер Icarй II стал бесспорным победителем. Агентство NASA спроектировало потенциальный заменитель спутников в форме экспери ментального солнечного летательного аппарата ГЕЛИОС, который днем работает на солнечной энергии, ночью на «перезаряжаемой» топливной батарее. Максимальная высота полета - почти 30 000 В 2003 году специа листы в области термодинамики, аэродинамики, электрических систем, полимерных материалов, фотовольтаиков, преобразования энергии и ком пьютерного моделирования нанотехнологии хорошо представлены почти всех этих областях – собрались в Швейцарии обсуждения проекта запуска новых технологий обеспечения гармоничного сосуществования природой в будущем. Запуска в буквальном слова: в рамках данного громкого про екта планируется, Бертран Пиккар и Брайен Джоунс, которые уже облете ли Землю на воздушном шаре в 1999 году, облетят земной шар еще раз – теперь уже в беспосадочном режиме на летательном аппарате, работаю щем исключительно на солнечной энергии!

Данный проект вполне может принести новым технологиям уважение, которого они заслуживают, а также положить начало созданию целого ряда новых транспортных средств, таких как управляемые компьютерами, датчиками и системой Галилей летательные аппараты на солнечной энер гии, которые к тому же могли бы бесшумно и без выхлопных газов под нимать в воздух новичков. Свобода над облаками станет безграничной.

Синтез и исследование наночастиц серебра Асташин Александр Андреевич, 11 класс «А», СОШ №169 МИОО Научный руководитель Куделёва Ирина Игоревна, учитель физики, СОШ №169 МИОО Наночастицы сульфида серебра хо рошо поглощают электромагнитное излучение и способны выступать в качестве катализаторов в окислитель но-восстановительных реакциях под действием света. Большой интерес к этим наночастицам обусловлен их вы сокой чувствительностью к свету оп ределенной волны.

Такая особенность позволяет ис пользовать квантовые точки сульфида серебра как высокочувствительные фотокатализаторы, при этом затраты материала будут минимальны в связи с крошечными размерами, а активность будет максимальной.

Цель работы: Определить, влияет ли размер наночастиц на цвет дисперс ных растворов или нет.

Материалы и оборудование:

Колба №1. Колба №2. Раствор с меньшей концентрацией реагентов.

Раствор с большей концентрацией реа гентов Процесс работы:

В колбу №1 добавили растворы с меньшей концентрацией реагентов, а в колбу №2 добавили растворы с большей концентрацией реагентов. После этого обе колбы поставили крутиться в течении 15 минут. После 15 минут в колбе №1 цвет стал светло-коричневый, а в колбе №2 цвет стал буро коричневый.

Вывод:

Размер наночастиц влияет на цвет дисперсных растворов: увеличение размера частиц – цвет раствора более насыщенный, уменьшение наноча стиц – цвет раствора более светлый. «Наблюдение явления опалесценции лазерного луча на наночастицах серебра в дистиллированной воде»

Список литературы.

1. http://www.nanometer.ru 2. Нанотрак. Передвижной учебный класс Экология, анализ загрязнения окружающей среды и использова ние нанотехнологий для борьбы с ними. Какие виды нанотехнологий возможно применять в строительстве.

Болезнова Анастасия Андреевна, ученица 8 « А» класса, школа № Научный руководитель Выборных Ирина Валентиновна, учитель физики.

Цель: выяснить, какие нанотехнологии используют для борьбы с за грязнением окружающей среды и какие виды нанотехнологий возможно применить в строительстве для улучшения экологии ?

Задачи:

1.Узнать причины ухудшения экологии.

2. Выяснить, кто страдает из-за плохого отношения к природе.

3. Что можем сделать мы?

4. Какие нанотехнологии уже разробатаны для борьбы с ухудшением экологии и какие виды нанотехнологий возможно применить в строитель стве?

О нанотехнологиях Применение нанотехнологий в экологии играло бы большую роль, по скольку помогло бы значительно снизить загрязнение окружающей среды.

Уже имеется немало достижений в нанотехнологиях, которые помогают уменьшить вредное влияние на окружающую среду: например, эта наука даёт новые возможности переработки мусора, очистки воды, определения ртути и так далее. Дальнейшие исследования дадут новые результаты, а, значит, и новые возможности.

В наше время развитие науки нанотехнологии, а также промышленно сти, с ней связанной, показывает на развитость государства. Однако нано технология – новая наука, и, несмотря на свои преимущества и достоин ства, вызывает и опасения. Впрочем, у любой медали всегда две стороны.

Поэтому, несмотря на множество явного положительного влияния нано технологий на жизнь современных людей, наночастицы могут наносить и вред, используясь в некоторых отраслях.

Зелёный дом – мечта!!!

Новейшие экотехнологии для твоего жилища!

Представь, что ты только что переехал в самый лучший дом во всей округе! В твоих руках сделать его таким, чтобы это жилище потребляло меньше энергии и меньше выбрасывала в атмосферу CO2 и всё это благо даря остроумному инженерному и архитектурному решению, в основе которого лежит переработка и вторичное использование. Дом целиком сделан из того, что иначе гнило бы на свалке. Все компоненты либо био разлагаемые, либо экологически рациональные.

Вот экологически чистые компоненты этого дома:

1. Сад на крыше утепляет дом, вырабатывает кислород и поглощает уг лекислый газ.

Солнечные батареи на южной стороне вырабатывают электроэнергию 2.

для всего дома.

Раздвижные наружные двери обеспечивают хорошую вентиляцию.

3.

Переработанные джинсы служат утеплителем для стен и крыши, под 4.

держивают нужную температуру.

Биоразлагаемые мыло и шампуни, попадая в сточные воды, не загряз 5.

няют воды рек и океанов.

Кирпичи, которыми выложены наружные стены, - из переработанных 6.

материалов.

Посаженые в нужных местах деревьях создают в доме желаемый 7.

климат: летом листва защищает от зноя, а когда летом деревья ого лятся, в дом проникает свет и тепло.

Система для самонагрева: бетон, кирпич, камень, стены и пол погло 8.

щают и удерживают солнечное тепло.

Дом устремлён ввысь и поэтому занимает меньше места.

9.

Двойные рамы снижают потребность в обогревателях и кондиционе 10.

рах. Круглый год поддерживает комфортную температуру.

Лестница и мебель сделаны из дерева, выращенного специально для 11.

этих целей. Вековые деревья и дождевые леса не вырубаются.

Компактные флуоресцентные лампы во всех светильниках потребля 12.

ют на 75% меньше электроэнергии и служат до десяти раз дольше.

Большие окна со съёмными жалюзи, позволяют наслаждаться красо 13.

той зимнего солнца и защищают от летнего зноя.

Мягкое натуральное волокно для постельных принадлежностей сде 14.

лано из бамбука – природного ресурса.

Вентиляторы под потолком обеспечивают циркуляцию воздуха, и в 15.

жару в комнатах прохладно.

Туалеты с двойным сливом позволяют выбрать нужное количество 16.

воды для смыва.

Энергосберегающие выключатели – их называют датчиками присут 17.

ствия – автоматически включает свет, когда ты входишь в дом, и вы ключают свет, когда ты выходишь из комнаты.

Дождевая вода для полива сада собирается в наружных цистернах.

18.

Стулья сделаны из переработанных ремней безопасности, а светиль 19.

ники – из утилизированных палочек для еды.

Твой скейтборд сделан на фабрике, использующей только возобнов 20.

ляемые энергоресурсы.

Столешница на кухне – из отбракованного, выброшенного гранита.

21.

Занавеска в душе не из пластика, а из конопли – возобновляемого ре 22.

сурса. Для выращивания конопли не нужны пестициды, а её длинные корни укрепляют почву.

Биораспадаемая туалетная бумага - из переработанной бумаги.

23.

24. На компостной куче картофельные очистки и прочие органические отходы с кухни превращаются в натуральное удобрение для вашего сада.

25. Стиральная машина с фронтальной загрузкой потребляет меньше во ды, чем с вертикальной.

26. Сетки на всех кранах уменьшают поток и тем экономят водя.

27. Собака с кошкой питаются органическим кормом.

28. Все приборы в доме энергосберегающие.

29. Кошачий туалет из переработанной бумаги.

30. Фрукты и овощи - только те, что растут неподалёку. Не нужно расхо довать топлива на их доставку с поля к вашему столу.

31. Специальные мусорные баки позволяют отсортировать отходы: стек ло, пластик, алюминий, бумага – всё отдельно.

32. В гости можно съездить на велосипеде, не загрязняя атмосферу.

33. Настил около дома – из переработанного пластика.

34. Ошейники, матрасики, и даже игрушки ваших питомцев сделаны из конопли.

35. Рюкзак с солнечной батареей использует солнечный свет, чтобы заря дить твой мобильный телефон.

36. Садовые светильники на солнечных батареях, за день, накопив энер гию, освещают тебе дорогу в темноте.

37. Ваша машина с гибридным приводом даёт незначительный выброс СО2.

38. Модная одежда для всей семьи - из возобновляемых натуральных во локон (хлопок, выращенный на органических удобрениях.) Многое из того, что здесь есть, становится реальностью! Я хотела бы остановиться на исследовании, какие виды нанотехнологий возможно применить в строительстве? Этим я и собираюсь заняться!

Список использованной литературы 1. http://www.incognita.ru/zoolog/sluch/sl_009.htm 2. http://www.zooclub.ru/horses/326.shtml 3. http://zooby.ru/index.php?go=article/view/ 4. http://www.diary.ru/~akka/p43272762.htm 5. http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/ 6. Журнал “National Geographic” юный путешественник а) №11 2007г.

б) №5 2007г.

в) №1 2008г.

г) №2 2008г.

7. Энциклопедия для детей «Обо всём на свете» от а до я. Издательст во «Махаон» г. Москва 2003 г.

«Кремниевая долина»

Бровкин Владислав Андреевич, ГОУ СОШ № Научный руководитель Бойцова Наталья Юрьевна, учитель физики 1. Инновационный центр «Сколково» (Кремниевая долина в Сколкове, Силиконовая долина в Сколкове) — планируемый современный научно технологический комплекс по разработке новых технологий. Ожидается, что комплекс будет построен в восточной части Одинцовского района Московской области, в 2 км к западу от МКАД на Сколковском шоссе.

2. Инновационный центр «Сколково» – прообраз города будущего, ко торый должен стать крупнейшим в России испытательным полигоном новой экономической политики.

Проект планировки будущего инновационного города на территории подмосковного Сколково будет готов до 1 декабря. Строительство города должно быть завершено к 2014-2015 гг.

3. Разработки с использованием нанотехнологий.

Уже создаются имплантаты для замещения костной ткани (челюстно лицевая хирургия, черепно-мозговая хирургия, нейрохирургия, стомато логия) В Португалии создали съедобную наноупаковку.

Специалисты Университета Минью создали упаковку для пищевых продуктов, которая увеличивает срок их хранения и при этом практически не видна, не имеет запаха или вкуса и которую можно есть без всяких опасений для здоровья. Продукты питания покрываются жидким раство ром, содержащим наночастицы.

В одной из стран Ближнего Востока завершены испытания различных систем ночного видения для вертолетов. Российские оказались лучше американских.

Пограничники начинают применять системы, которые позволяют с расстояния почти в 4 км ночью видеть человека в густой траве. Причем не только видеть, но и фиксировать точные координаты наблюдаемого объ екта. Пилот вертолета, используя современные «ночные» очки, способен видеть глубокой ночью как днем в радиусе нескольких километров Необычные магазины скоро откроют двери покупателям. Там инфор мация о стоимости товаров будет считываться дистанционно, что позво лит совершать покупки без участия кассира и избавиться от очередей.

Кроме того, станет возможность получать обновленную информацию об общей стоимости содержащихся в корзине товаров до непосредственной оплаты.

Пилотная эксплуатация тестового «Магазина будущего» запланирова на на 2011-2012 гг. А с первого квартала 2013 года будет начата коммер ческая эксплуатация «Магазина».

Команда ученых из Сингапура обнаружила способ увеличения плотно сти упаковки данных, хранимых на жестких дисках. Обычная столовая соль, используемая в быту, способна нарастить объемы винчестеров в шесть раз.

Согласно специалистам Института из Сингапура,по поверхности пла стин жестких дисков в произвольном порядке разбросаны магнитные на ночастицы. При этом несколько десятков наночастиц используются для хранения одного разряда информации. В итоге последние из моделей винчестеров способны накапливать данные с плотностью 0,5 Тбайт на квадратный дюйм.

Добавление хлорида натрия, или обычной поваренной соли, к сущест вующему процессу позволяет увеличить эту плотность до 3,3 Тбайт на квадратный дюйм за счет формирования иных наноструктур. Другими словами, жесткий диск емкостью 1 Тбайт превращается в винчестер объ емом 6 Тбайт равно как без изменения количества его пластин, так и без затратной модернизации фабричных линий.Изобретение сравнимо с упа ковкой чемодана: если раньше вещи бросались туда хаотично, то сейчас они аккуратно складываются - полезное пространство используется эф фективнее.

Для людей, которые испытывают страх при виде иглы, изобретение ученых станет приятной неожиданностью. Специалистам удалось создать нанопластырь, который может заменить шприцы. Особенность пластыря заключается в тысяче маленьких так называемых нановыступах, невиди мых для человеческого глаза, которые доставляют вакцину в иммунные клетки кожи (в течение 5 минут), в то время как игла попадает в мышцы, где иммунных клеток не так много.

Необычная одежда разработана японской исследовательской группой Life BEANS. Фактически одежда ближайшего десятилетия должна стать настоящим гаджетом, в основе которого нанотехнологии. Когда человеку холодно, нановолокна, активизируясь, будут отдавать пользователю теп ло, а в жаркую пору, наоборот, поглощать его, даря драгоценную прохла ду.

Функциональная одежда, как ее еще называют, уже сейчас доступна на рынке. Самые очевидные примеры – это купальные принадлежности с составом, защищающим от солнечных лучей или рубашки, пропитанные репеллентом (составом, отпугивающим насекомых). К слову, существуют даже ткани, убивающие микробов.

В переводе с греческого слово «нано» означает карлик. Один нанометр (нм) – это одна миллиардная часть метра (10-9 м).

Нанометр очень и очень мал. Нанометр во столько же раз меньше од ного метра, во сколько толщина пальца меньше диаметра Земли.

На наших глазах фантастика становится реальностью – люди научи лись перемещать отдельные атомы и складывать из них, как из кубиков, устройства и механизмы малых размеров и поэтому невидимые обычным глазом. Появилась целая отрасль знаний - НАНОТЕХНОЛОГИИ, впитав шая в себя самые новые достижения физики, химии и биологии. Ученые нанотехнологи работают с ничтожно малыми объектами, размеры кото рых измеряются в нанометрах. Нанотехнология не просто количествен ный, а качественный скачок от работы с веществом к манипуляции от дельными атомами.

Микрофлора воздуха кабинетов ГОУ СОШ № Будаев Андрей Андреевич, ГОУ СОШ №623, 9 “В” класс Научные руководители – Денисенко Татяна Евгеньевна, кандидат биологических наук, руководитель лаборатории “Живая инновация”ГОУ ДТДМ “Интеллект”, Буянова Елена Викторовна, преподаватель биологии ГОУ СОШ № В природе микроорганизмы заселяют практически любую среду (поч ва, вода, воздух) и распространены гораздо шире, чем другие живые су щества. Как писал известный отечественный микробиолог В.Л. Омелян ский: «...Мириады микробов населяют стихии и окружают нас. Незримо они сопутствуют человеку на всём его жизненном пути, властно вторгаясь в его жизнь, то в качестве врагов, то как друзья». Благодаря разнообразию механизмов утилизации источников питания и энергии, а также выражен ной адаптации к внешним воздействиям, микроорганизмы могут обитать там, где другие формы жизни не выживают.

Микрофлора воздуха в природе зависит от состава микробных ассо циаций почвы и водоемов в данной местности. Воздух – неблагоприятная среда обитания для микроорганизмов из-за отсутствия питательных ве ществ, действия солнечный лучей, высушивания. Наряду с сапрофитами (бактериями, питающимися органическим веществом отмерших организ мов) в воздухе могут находиться патогенные бактерии, споры различных грибов. Микробная обсемененность воздуха имеет непостоянный харак тер. Летом обсеменённость воздуха в несколько раз выше, чем зимой.

Особенно насыщен атмосферный воздух микроорганизмами над крупны ми городами. При рассмотрении качественного состава микрофлоры воз духа следует различать микрофлору атмосферного воздуха и воздуха жи лых помещений. Микрофлора воздуха закрытых помещений более одно образна и относительно стабильна. Среди микроорганизмов доминируют обитатели носоглотки человека, в том числе патогенные виды, попадаю щие в воздух при кашле, чихании или разговоре. Основной источник за грязнения воздуха патогенными видами — бактерионосители. Уровень микробного загрязнения зависит главным образом от плотности заселе ния, активности движения людей, санитарного состояния помещения, в том числе пылевой загрязнённости, вентиляции, частоты проветривания, способа уборки, степени освещённости и других условий. Так, регуляр ные проветривания и влажная уборка помещений снижает обсеменён ность воздуха в 30 раз. Самоочищения воздуха закрытых помещений не происходит. При проветривании атмосферный воздух сам по себе являет ся фактором очищения воздуха жилых помещений.

Санитарно-микробиологическое состояние воздуха школы зависит от следующих факторов: количества присутствующих людей, наличия и ко личества больных острыми респираторными заболеваниями или бакте рионосителей, санитарного состояния кабинетов, частоты влажной уборки и проветриваний, наличия УФ-стерилизаторов и проведения текущей де зинфекции. Школьные помещения ежедневно наполняются большим ко личеством людей: учащимися, педагогами, обслуживающим персоналом и посетителями, при этом каждый присутствующий обсеменяет воздух “своими”микроорганизмами. Исследование микрофлоры воздуха нашей школы поможет оценить уровень санитарного состояния помещений и определить методы снижения микробной обсемененности воздуха, что в дальнейшем будет являться одним из путей профилактики острых респи раторных заболеваний у учащихся.

Цель исследования. Определить санитарно-микробиологическое со стояние воздуха помещений ГОУ СОШ № Задачи.

1. Определить общую микробную обсемененность воздуха.

2. Идентифицировать выделенные микроорганизмы с целью определе ния микробного профиля.

3. Определить количество санитарно-показательных микроорганизмов.

Работа проводилась на Кафедре Микробиологии Московской Государ ственной Академии Ветеринарной Медицины и Биотехнологии им. К. И.

Скрябина в рамках работы кружка «Занимательная микробиология» ГОУ ДТДМ «Интеллект». Отбор материала проводили в ГОУ СОШ №623 для определения санитарно-микробиологического состояния воздуха в 11 по мещениях. Подготовку посуды, питательных сред, препаратов для микро скопии проводили самостоятельно.

Санитарную оценку воздуха осуществляли по двум показателям: 1.

определение общего микробного числа воздуха, 2. Определение количе ства санитарно–показательных бактерий – гемолитических стрептококков и гемолитических стафилококков.

Определение общего микробного числа воздуха осуществляли Седи ментационным методом Коха путем посева воздуха на мясо-пептонный агар. Определение санитарно-показательных микроорганизмов осуществ ляли так же седиментационным методом, но для посева использовали Мя со пептонный кровяной агар. Полученные результаты сравнивали с сани тарно-микробиологическими нормами для воздуха помещений в зимний период.

Для определения микробного профиля воздуха школы мы идентифи цировали выделенные микроорганизмы до семейств и родов по морфоло гии, тинкториальным и культуральным свойствам.

В результате проведенных исследований микроорганизмы были выде лены из воздуха всех обследованных помещений школы. При этом пока затели общей микробной обсемененности воздуха находились в пределах санитарной нормы для зимнего периода. При оценке наличия санитарно показательных микроорганизмов мы отметили превышение нормы в двух помещениях.

При изучении микрофлоры воздуха помещений школы нами были идентифицированы следующие микроорганизмы: Стафилококки, стреп тококки, микрококки, энтеробактерии, бациллы, дрожжеподобные грибы, неидентифицированные извитые микроорганизмы. Причем в кабинетах микрофлора была представлена кокковой микрофлорой, а в уборных – грамотрицательными палочками, гемолитическими грамположительными кокками и дрожжеподобными грибами.

Выводы.

1. Значения общего микробного числа воздуха обследованных помещений ГОУ СОШ №623 находились в пределах санитарной нормы.

2. В помещениях женской и мужской уборных обнаруживали значитель ное превышение количества санитарно-показательных микроорганиз мов: гемолитических стрепто- и стафилококков.

3. Микрофлора воздуха кабинетов в основном была представлена кокко вой микрофлорой, а уборных – грамотрицательными палочками, грам положительными кокками и дрожжеподобными грибами.

Список литературы.

1. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. 9th edition.// Baltimor:

Williams & Wilkins, 1994 (перевод: Определитель бактерий Берджи, т.1, т.2. М.: Мир, 1997) 2. Медицинская микробиология/Гл. Ред. В.И.Покровский, О.К.Поздеев — М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 1998. - 1200с.

3. Саттон Д., Фотергилл А., Ринальди М. Определитель патогенных и ус ловно-патогенных грибов: перевод с английского// М.: Мир, 2001. – 486с.

4. Сидоров М.А., Скородумов Д.И., Федотов В.Б. Определитель зоопато генных микроорганизмов // М.: Колос, 1995. – 319с.

5. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиоло гия, санитария и гигиена: учеб.для вузов. 7-е изд. - М.: ИД «Деловая литература», 2001. – 388 с.

6. Кочемасова З.Н., Ефремова З.А., Рыбакова А.М. Санитарная микробио логия и вирусология. М.: Медицина, 1987 – 349с.

Гидрофилизированные «квантовые точки»

Бурова Анастасия Сергеевна Научный руководитель Кривцов Георгий Георгиевич В настоящее время стали широко использоваться флуоресцентные по лупроводниковые нанокристаллы, стабилизированные амфифильными молекулами - «квантовые точки» (КТ) Химический состав КТ весьма раз нообразен: CdSe, CdTe, PbTe, ZnSe, ZnO InAs/GaAs, CdSe/ZnSe, CdTe/ZnS, CdSe/ZnS, CdSe/CdZnS и др.). Длина волны испускаемого ими света зависит от размеров КТ(см рисунок).

КТ:

Яркая люминесценция и высокая фотостабильность делают КТ пер спективными для широкого применения в различных областях, включая светоизлучающие диоды, ячейки солнечных батарей, полупроводниковые лазеры. Для большинства этих применений могут использоваться гидро фобные КТ, растворимые в неполярных органических растворителях.

Между тем, для некоторых применений, например, в медико биологических исследованиях в качестве биосенсоров и биометок, необ ходимо иметь КТ, растворимые в воде. Гидрофильные КТ, должны обла дать эффективной флуоресценцией, иметь высокую коллоидную стабиль ность и низкую неспецифическую адсорбцию на биологических структу рах.

В настоящем проекте осуществлялась замена гидрофобных лигандов на гидрофильные в оболочках, стабилизирующих нано-частицы, посколь ку синтез исходных КТ мы не проводили сами, а использовали препараты, полученные от сотрудника кафедры неорганической химии химического факультета МГУ Сергея Геннадиевича Дорофеева, которому мы прино сим сердечную признательность за его любезный дар. Переданные С.Г.Дорофеевым КТ представляли собой раствор в гексане наночастиц с CdSe сердцевиной и CdS оболочкой, стабилизированных олеиновой ки слотой. Максимум люминесценции при 610 нм.

Задачей данного проекта было получение гидрофилизованных КТ, синтез конъюгатов полученных наночастиц с некоторыми важными био полимерами (иммуноглобулинами, авидином и хитозаном), а также де монстрация специфического взаимодействия синтезированных конъюга тов с рецепторными молекулами или биологическими структурами, не сущими соответствующие рецепторы.

Для выполнения поставленной задачи осуществлялся ряд химических синтезов гидрофильных бифункциональных молекул, несущих на одном конце меркаптогруппы, а на другом – группы, способные образовывать ковалентную связь с вышеупомянутыми биополимерами. С помощью та ких синтезированных соединений была проведена замена молекул олеи новой кислоты, стабилизирующих КТ в гексане, в результате которой флуоресцентные наночастицы получили способность образовывать ус тойчивые коллоидные растворы в водной среде. Далее с помощью метода гель-фильтрации полученные растворы были освобождены от избытка лиганда, после чего стало возможным проводить ковалентное присоеди нение гидрофилизованных КТ к биополимерам.

В полном тексте проекта будут описаны проведенные синтезы, мето дика использованного метода гидрофилизации и представлены экспери менты, свидетельствующие о выполнении поставленной задачи.

Фотография, получена с помощью обычного флуоресцентного микроскопа и мобильного телефона.

В качестве предварительной иллюстрации приводится микрофотогра фия, демонстрирующая взаимодействие гидрофилизованных КТ с клетка ми.

Миксомицеты лесопарка "Лосиный остров" города Москвы.

Выращивание методом "влажных камер".

Бурова Елена Константиновна, ГОУ СОШ №356, 11 класс "Л".

Научный руководитель Москаленко Надежда Сергеевна, учитель биологии и экологии.

Плодовые тела миксомицетов могут быть собраны в течение лета и на чала осени в умеренных районах мира. Однако, наблюдение и сбор кол лекций миксомицетов не ограничены этими сезонами и могут иметь место и в другие сезоны, при использовании простой техники выращивания культуры. Этот метод выращивания культур был развит в 1933 году для наблюдения за ростом водоросли Protococcus на коре дерева. Эта техника, начиная с того времени, стала использоваться и в изучении миксомице тов.

Чтобы приготовить влажные камеры, сначала нужно собрать малень кие кусочки наружной коры с живого дерева. В основном слизевики встречаются в природе в стадии хрупкого плодового тела. Чтобы собирать плодоносящие тела необходимо удалить часть подложки, на которой на ходится спорофор карманным ножом. Маленькие растительные частицы (листья, ветви папоротника, или мхи) могут быть помещены в контейнер на подушечке для сохранения в процессе транспортировки. Если сбор плазмодии, в контейнер необходимо поместить увлажненное бумажное полотенце, или фильтровальную бумагу, чтобы развитие слизевика про должалось. Каждый контейнер должен быть помечен, чтобы было извест но, где и когда был проведен сбор. При удалении коры, надо постараться не повредить дерево. После сбора кусочки коры должны быть помещены в помеченные мешки. В качестве влажной камеры может быть использо ван любой контейнер, который может быть закрыт крышкой. Спорофоры миксомицетов могут развиваться на крышке или стенке влажной камеры.

В лаборатории надо дать зрелым экземплярам высохнуть, удаляя влагу, конденсирующуюся на крышке контейнера. После высыхания, экземпляр можно вклеить в помеченную коробку для постоянного хранения. Необ ходимо добавить достаточное количество чистой воды, чтобы образец был закрыт. Затем следует закрыть контейнер и отложить его на сутки, чтобы часть воды впиталась.

Культуры должны быть проверены после нескольких дней и затем просматриваться регулярно каждые несколько дней по крайней мере две недели. Культуры могут сохраняться в течение нескольких месяцев, так как некоторый миксомицеты не развиваются в течение нескольких недель или даже дольше. Однако, некоторые миксомицеты с очень маленькими спорофорами, включая вид Echinostelium, иногда появляются в пределах от 24 до 48 часов.

Мы начали своё исследование с того, что 5 сентября 2010 года в юго восточной части лесопарка "Лосиный остров" мы собрали образцы коры различных деревьев с помощью карманного перочинного ножа и прону меровали их в следующем порядке: 1-2 Клен канадский, 3-4 Дуб черешча тый, 5-7 Сосна обыкновенная, 8-9 Липа сердцевидная, 10-16 Клен амери канский, 17-18 Тополь,19-20 Береза бородавчатая. Все деревья находи лись в здоровом состоянии, без каких-либо внешних повреждений, в воз расте 20-30 лет.

В результате просмотра культур в чашках под номерами 7, 10, 13, 14 и 16 нами были обнаружены объекты, принадлежащие к миксомицетам.

Определение организмов мы проводили при помощи определителей гри бов России и СССР.

После определения мы получили некоторые результаты:

№ 7, 10, 13, 14, 16, - Dictyostеlium discoideum Помимо лабораторного исследования мы обследовали участок город ского лесопарка "Лосиный остров". На поваленных деревьях, чаще на бе рёзе бородавчатой и сосне европейской, нами было обнаружено несколько видов миксомицетов: в большом количестве была обнаружена:

Lycogala epidendrum;

в единичных экземплярах:

Trichia decipiens, Leocarpus fragilis, Fuligo septica.

При изучении отдела слизевиков мы узнали, что некоторые из них имеют микроскопически малые размеры и представлены одноядерной или многоядерной амебоидной клеткой, у других вегетативное тело в виде крупного многоядерного цитоплазменного образования, так называемого плазмодия, достигающего в отдельных случаях даже нескольких десятков сантиметров. Отдел включает классы, которые между собой различаются по степени организации и особенностям циклов развития своих предста вителей: Протостеливые (Protosteliomycetes), Слизевики (Myxomycetes), Плазмодиофоровые (Plasmodiophoromycetes), Клеточные слизевики (Acrasiomycetes).

Так как выращенные нами миксомицеты принадлежат к классу кле точных слизевиков, мы начали детально изучать данный класс.

Представители класса Клеточные слизевики, небольшого по числу ви дов (несколько более двух десятков), обитают на гниющих растительных остатках, преимущественно на навозе, в почве. Вегетативная стадия пред ставлена свободноживущими одноядерными амебами, питающимися фа готрофно и размножающимися делением. По исчерпании запасов пищи амебы сползаются (стадия агрегации), но полностью не сливаются (хотя в центре скопления возможны плазменные связи между ними), образуя псевдоплазмодий. У многих представителей псевдоплазмодий перемеща ется (стадия миграции), постепенно формируя спороношение в виде го ловки из спор, сидящей на ножке (стадия кульминации). Из спор снова выходят амебы.

Наиболее известный представитель—диктиостелиум (Dictyostеlium discoideum). Его нежная прозрачная шаровидная головка из спор, одетых целлюлозной оболочкой сидит на прямой беловатой или желтоватой нож ке длиной. Он хорошо развивается в культуре и проходит весь цикл раз вития за 3—4 дня. Это обстоятельство сделало его одним из излюбленных объектов экспериментальных. Можно предположить филогенетическую связь клеточных слизевиков с протостелиевыми или со свободноживущи ми почвенными амебами.

Также мы детально изучили найденные нами виды в городском лесо парке.

Lycogala epidendrum - Плазмодий красного, розового или кораллового цвета, небольшой, живет в укромных местах леса (под корягами, в корнях, под корой), где медленно ползает в поисках микроскопической пыли и влаги. Человеком замечен бывает редко. При благоприятных условиях плазмодии выползают на свет, где и сливаются в спорообразующие не подвижные тела - эталии, подобные плодовым телам грибов. Эталий ша рообразный, диаметром 0,5 - 1,5 см, в молодости красно-розовый, затем постепенно выцветает, чтобы в зрелости приобрести неброский серо коричневый цвет. После созревание эталий, словно дождевик, разрывает ся в верхней части, чтобы высвободить споровую массу. Поверхность эта лия ликогалы пупырчатая, что усиливает сходство с дождевиком. Неуди вительно, что ликогалу древесинную так упорно принимали за гриб. Спо ровый порошок бесцветный. Lycogala epidendrum встречается часто и обильно с начала лета до середины осени, особенно в сырую погоду;

ее мелкие, но приметные розовые эталии можно встретить повсеместно на гниющей древесине.

Fuligo septica - Спорофоры - эталии, скученные или рассеянные, по душковидные, ржаво-коричневые, 2-8 мм ширина, 1,5 мм толщина. Кор текс эталия ломкий. Капиллиций состоит из веретеновидных узелков, свя занных прозрачными нитями. Споры диаметром 8 мкм, шаровидные, светло-коричневые, мелкошиповатые.

Trichia decipiens - Спорофоры - спорангии, скученные или рассеянные, на ножке, оливковые, до 3 мм. Перидий ломкий или пленчатый, прозрач ный, сохраняется после растрескивания спорангия в виде чашечки. Ножка цилиндрическая, постепенно переходящая в спороносную часть споран гия. Капиллиций состоит из простых или ветвящихся элатер, со спираль ными утолщениями. Споры в массе оливковые. Плазмодий белый или розовый. Распространен на гнилой древесине.

Leocarpus fragilis - Спорангии скученные или рассеянные, светло желтые, коричневые, блестящие. Перидий гладкий, ломкий, трехслойный.

Капиллиций состоит из двух частей. Ножка обычно имеется, нитевидная, белая или желтая. Плазмодий желтый, оранжевый. Распространен на гни лых растительных остатках, на живых травянистых растениях.

Выводы Миксомицеты обнаружены на 5 из 20 образцов. На основании этого 1.

можно сделать вывод об успешности выращивания миксомицетов мето дом "влажных камер".

Миксомицеты для своей жизни и развития чаще всего предпочитают 2.

грубую кору Клёна американского и кору Берёзы бородавчатой.

Выращенные в лаборатории миксомицеты принадлежат к классу Клеточ 3.

ных слизевиков.

Исходя из результатов подсчетов наиболее распространенным видом 4.

миксомицетов в городском лесопарке "Лосиный остров" является Lycogala epidendrum.

Графен и его применение Буянова Софья Михайловна, ГОУ СОШ № 1270 г.Москва, 10 «В» класс.

Научный руководитель Фоменко Ирина Васильевна, учитель физики высшей квалификационной категории ГОУ СОШ № Интерес к нанотехнологиям неуклонно возрастает. Это направление признано приоритетным в инновационном развитии техники. По моему мнению уже наступил тот момент,когда в школах должна вестись плано мерная работа по подготовке молодёжи к восприятию непростых атом ных, молекулярных и квантомеханических идей, на которых в основном базируются нанотехнологии.

Одним из таких направлений является знакомство с популярными на нотехнологическими объектами, каковыми, например, являются фуллере ны, углеродные нанотрубки, графен. Последний объект наиболее привле кателен для школ в виду относительной простоты его структуры и не обычности свойств.

Термин «графен» был определен в 1994 году по рекомендации Меж дународного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК). Сам же графен, в своей полностью поддающейся исследованию форме, был открыт только в 2004 году. Теоретически графен был предсказан еще за полвека до его синтеза, но его исследование стало возможными только после создания в 1980-х г силового микроскопа и развития нанотехноло гий. Так что же такое графен? Графен - это природный двумерный кри сталл, состоящий из одиночного слоя атомов углерода, собранных в гек сагональную решётку. Другими словами, графен – это не что иное, как одиночный слой графита, природного минерала, состоящего из чистого углерода. В природе графит широко распространен, образуется в магма тических и вулканических горных породах при высокой температуре, в скарнах и пегматитах. Фактически графен – это углеродная пленка тол щиною в один атом. Все мы знакомы с графеном еще с раннего детства, например, стержень карандаша, в сущности, представляет собой множе ство слоев графена. Если, почти не нажимая на карандаш провести линию на бумаге, то на ней окажутся кусочки графена, чаще всего в несколько слоев.

В работе рассматриваются вопросы :Как получают графен? Свойства графита и графена.

Особенно выделяются полупроводниковые и теплопроводные свойст ва графена.

Графен остается полупроводником, но при этом проводит электриче ство при комнатной температуре лучше чем любой металл. При подсое динении графена к электрической цепи, его проводящие электроны рас пределяются в конкретное количествло слоев и их самая низкая энергия совпадает с наибольшей энергией связанного электрона. Проводящий слой и слои электронов открыто соприкасаются, поэтому сопротивление минимальное, а также переносящие электрический заряд электроны пере мещаются в нём намного быстрее и ведут себя так, будто их масса намно го меньше, чем в металлах или суперпроводниках. То есть, если научиться создавать какой-то барьер или зону (пустое место), в которой они не бу дут касаться, то можно будет управлять электропроводимостью графена и заменить графеном множество других, уже почти достигнувших предела своих возможностей элементов, в электронике. Графен обладает высо чайшей теплопроводность: колебания атомов легко распространяются по углеродной сетке ячеистой структуры. К примеру, теплопроводность од ного слоя графена примерно в 20 раз выше меди.


Графен, обладает гибкостью и может быть растянут на 20% без каких либо последствий, причем растягивание сопровождается такими интерес ными электрическими явлениями, как дробный квантовый эффект Хол ла(в работе эффект поясняется).Техническая деформация графена может также привести к появлению новых производных, которые будут демон стрировать более высокие или совершенно другие свойства в сравнении с исходным материалом. Такая изменчивость является уникальным свойст вом графена.

В работе рассматривается возможности применение графена Графен может применяться как в науке и технике, так и просто в по вседневной жизни.

На основе графена уже созданы эффективные газовые сенсоры, кото рые «чувствуют» присутствие одной-единственной молекулы определен ного газа, биосенсоры для клеток и молекул ДНК, светодиоды, ионисторы (конденсаторы большой емкости), способные перезаряжаться более ста раз в секунду. Есть обнадеживающие результаты относительно примене ния графена для лечения опухолей.

В энергетике графен может найти широчайшее применение: например с помощью воды и графита можно создать мощные системы хранения энергии, которые будут не только иметь эффективность сравнимую с рас пространенными литиево-ионными аккумуляторами, но и превзойдут их по скорости перезарядки и сроку службы. Из-за прочности, химической стабильности, электропроводимости и чрезвычайно большой площади поверхности, графен может широко использоваться в качестве материала для хранения энергии. Проблема заключается в том, что при использова нии больше одного слоя графена, слои соединяются, превращаются в гра фит и соответственно теряют свои удивительные свойства. Проблема мо жет быть решена с помощью добавления воды. Влажные слои графена не объединяются, на них не образуются комки графита и утолщения – обра зуется гель из графена. Графеновый гель значительно превосходит совре менные углеродные технологии в области устройств хранения энергии, как по количеству хранимого заряда, так и по скорости заряда.

Свойства графена можно использовать и при производстве плоскопа нельных экранов. Яркость пикселей в них зависит от напряжения между двумя прозрачными электродами, один из которых обращен к зрителю. В настоящее время для производства прозрачных электродов применяется оксид индия с добавлением олова (ITO), но ITO является дорогостоящим и не самым устойчивым веществом. К тому же ресурсы индия не беско нечны. Графен является более прозрачным и более устойчивым, чем ITO, в Монреале на NanoTubes-2010 Samsung уже продемонстрировал гибкие дисплеи с диагональю до 70 сантиметров, где один из проводящих элек тродов сделан из графена.

Графен может использоваться также в транзисторах, из-за возможно сти изменения электропроводимости графена, о чем я уже упоминала в его свойствах. Чем меньше транзисторы в процессорах и чем больше их число, тем быстрее он сам, и ученые надеются, что графеновые транзи сторы заменят кремниевые, так как кремниевые технологии производства микротранзисторов практически достигли предела своих возможностей.

Графен также можно смешивать с пластиком, получая суперпластик тонкий суперпрочный материал, выдерживающий высокие температуры и не пропускающий газы и жидкости, который можно использовать в строительстве космических станций и кораблей, для производства проч ных лопастей ветровых турбин, при изготовлении запчастей для автомо билей и самолетов, более устойчивые к механическому воздействию ме дицинские имплантаты;

лучшее спортивное снаряжение. В пластик можно упаковывать пищевые продукты, надолго сохраняя их свежими.

Графен также может применяться в производстве гибких солнечных батарей, содержащих органические фотоэлементы. Графен может быть интегрирован в очень гибкие листы полимера, из которых, после нанесе ния термо-пластического слоя защиты, можно формировать ячейки орга нических солнечных элементов, что позволяет свету взаимодействовать с активными веществами внутри элемента, генерируя при этом электриче ство. Получение больших листов графена уже возможно с помощью мо дифицированной методики химического осаждения углерода из газовой фазы, а также имеет низкую себестоимость.

Эта технология позволит очень быстро производить органические солнечные батареи и даже когда-нибудь будет возможно просто печатать гибкие органические фотоэлементы как на принтере. Такие органические фотоэлементы смогут выполнять также функцию штор на окнах, из них даже можно сделать ткань и сшить одежду с подогревом. Гибкость таких солнечных батарей позволит им работать и после многократных изгибов в отличие от нынешних кремниевых солнечных элементов.

Но традиционные кремниевые солнечные батареи пока что более эф фективны. С их помощью с 1000 Вт солнечного света генерируются 14 Вт электроэнергии, тогда как органические позволяют получить всего лишь 1,3 Вт энергии с 1000 Вт солнечного света. Получается, что кремниевые батареи эффективнее графеновых в целых 10 раз.

Графен обладает стойкостью к воздействию многих сильных кислот и щелочей, поэтому он может быть использован в качестве атомарно тонких защитные покрытий, которое будет обеспечивать охрану от этих агентов.

Получение графена еще раз доказывает нам, что развитие электроники и космической промышленности заставляет науку все открывать все но вые и новые свойства уже давно известных нам веществ.

В работе для изучения свойств графена использовалась простая ком пьютерная модель, позволившая моделировать построение графеновой плоскости, начиная с одного бензольного кольца, было важно и само мо делирование, в процессе которого можно было ещё и ещё раз корректиро вал своё представление о молекулярной структуре нанообъекта, насколь ко это возможно сделать на базе школьного образования.

Источники информации:

http://ru.wikipedia.org/wiki/Графен http://arstechnica.com/science/news/2011/10/graphene-is-better-as-a threesome.ars http://globalscience.ru/article/read/19563/ http://unbelievable.su/articles.php?id= http://alternativenergy.ru/solnechnaya-energetika/59-grafen-gibkie-solnechnye elementy.html http://elementy.ru/lib/ Нанотехнологии в лечении ожогов кожи Васнев Данила Олегович, ГОУ Лицей №1568, г. Москва, 8 В класс.

Научный руководитель Сомова Надежда Алексеевна, учитель, ГОУ Лицей №1568, г. Москва Актуальность проблемы. Ожоги находятся на третьем месте среди травм мирного времени. В последние годы распространенность ожогов в России стала возрастать и составила в 2009 году 294,2 случая на 10 тысяч населения (Афоничев К., 2010 г.). По данным главного комбустиолога России Андрея Алексеева, 2011 г., ежегодно от ожогов в стране страдает 600 – 700 тысяч человек. При этом отмечается тенденция к увеличению числа больных с обширными ожогами. Кожа представляет более чем одну десятую часть массы тела человека, являясь важнейшим защитным орга ном, и повреждение ее, такое как ожог, может иметь очень тяжелые по следствия (Metcalfe A., Ferguson M., 2007 г.). В связи с этим разработка и внедрение средств лечения, способных минимизировать последствия ожо гов, способных сократить время пребывания больного в стационаре и ус корить процесс реабилитации, являются актуальной задачей.

Целью работы было проанализировать преимущества и недостатки, имеющихся на рынке современных средств местного применения для ле чения ожогов, созданных с использованием нанотехнологий.

Материалы исследования. В медицинской и научно-популярной лите ратуре существует огромное множество указаний на различные био спроектированные средства, используемые для местного лечения ожого вых ран. Эффективность одних – удалось увидеть только их авторам создателям, эффективность других – общепризнана. Биоматериалы с- и без живых клеток предоставили клиницистам множество вариантов для лечения ожоговых ран (Valenza T., 2009 г.;

Broughton G. et al., 2006;

Kim P. et al., 2007).

В качестве образцов для сравнения мы взяли наиболее широко исполь зуемый на ранке биопластический материал «HYAFF», пластинчатую форму гиалуроновой кислоты и биокожу «Гиаматрикс». Сравнение про водили по таким параметрам как, технология получения, морфологиче ская структура, оптические свойства, содержание внешних примесей, спо собность удерживать лекарственные препараты, дренажные свойства, способность к адгезии, способность к биодеградации и необходимое для этого время, клеточная совместимость in vitro и способность поддержи вать митозы клеток, а также экономическая составляющая.

Результаты сравнения образцов изложены в таблице (табл. 1).

Обсуждение. Проведенное сравнение показало, что разные технологии получения материала привели к достижению различных свойств у иссле дуемых образцов. Большим плюсом материала «Гиаматрикс» являются его оптические свойства, позволяющие вести наблюдение за течением Таблица Сравнение биопластических материалов Гиалуроно Биопластиче Биокожа «Гиа- вая кислота Параметр ский материал матрикс» (пластинча «HYAFF»

тая форма) Лиофильная Фотохимиче- Кросслинкинг 1.Технология полу- сушка ис ское нанострук- химически мо чение ходного ма турирование дифиц-х форм териала 2.Морфология Электронно АСМ изобра- микроскопиче АСМ изо жение ское изображе бражение ние 3.Оптические свой- Непрозрач Прозрачная Непрозрачная ства ная 4.Содержание Не содержит Не содержит Содержит внешних примесей 5.Дренажные свой Обладает Не обладает Не обладает ства Способна фор 6.Способность Способна удер удерживать лекар- мировать депо Не способна живать ства препарата Есть Нет Нет 7.Адгезия 8.Время биодегра- 165 часов (оп 3-5 часов Не деградирует дации в ране тимальная) 9.Клеточная со- Совместима и Совместима, вместимость in vitro поддерживает не поддер- Не совместима и поддержка митоза митоз клеток живает митоз Не требует пе- Требует пе- Требует перевя ревязок и до- ревязок и зок и дополни 10.Особенности применения полнительной доп. фикса- тельной фикса фиксации ции ции 11.Фармакоэкономи 30 долл. 150 долл. 137 долл.


ка раневого процесса, отсутствие внешних примесей – также несомненный плюс, позволяющий уменьшить вероятность аллергических реакций на препарат. Дренажные свойства материала очень важны для ран, гипер продукция раневого отделяемого ожоговой раной при плохом оттоке ве дет к неминуемому инфицированию раны, для профилактики инфициро вания хороша способность материала удерживать «на себе» лекарствен ные препараты (в частности антисептики). Если при этом материал спосо бен сам фиксироваться к раневой поверхности и не требует дополнитель ного крепления и последующих перевязок, способствует росту (регенера ции) собственных тканей, – это идеальный материал. Если он при этом дешевле аналогов, – это оптимальный материал.

Заключение.

В результате проведенного сравнительного анализа, можно заключить, что наиболее эффективным и перспективным является биоматериал «Гиаматрикс», который удовлетворяет всем необходимым требованиям, предъявляемым к материалам для лечения ожоговых ран.

Малый клинический опыт применения «Гиаматрикса» требует даль нейших исследований и накопления материала, необходима оценка отда ленных результатов лечения, с последующей сертификацией препарата и внедрением его в медицинскую практику.

Литература:

1. Metcalfe, A.D., Ferguson, M.W. Tissue engineering of replacement skin:

the crossroads of biomaterials, wound healing, embryonic development, stem cells and regeneration. J. R. Soc. Interface 4(14), 413–437 (2007).

2. Broughton, G., Janis, J.E., Attinger, C.E. The basic science of wound heal ing. Plast. Reconstr. Surg. 117(Suppl. 7), S.12–34 (2006).

3. Kim, P.J., Heilala, M., Steinberg, J.S., Weinraub, G.M. Bioengineered al ternative tissues and hyperbaric oxygen in lower extremity wound healing.

Clin. Podiatr. Med. Surg. 24(3), S. 529-546, (2007).

4. Valenza, T. New technology for tissue regeneration derived from sheep (2009) www.plasticsurgerypractice.com/issues/articles/2009-10_08.asp 5. Lepow, B., Downey, M., Yurgelon, J., et al. // Bioengineered Tissues in Wound Healing // Expert Rev Dermatol., 2011;

6(3), S. 255- 6. Monami, M., Vivarelli, M., Desideri, C.M., Ippolito, G., Marchionni, N., Mannucci, E. Autologous skin fibroblast and keratinocyte grafts in the treatment of chronic foot ulcers in aging Type 2 diabetic patients. J. Am.

Podiatr. Med. Assoc. 101(1), S. 55–58 (2011).

7. Афоничев, К.А. Профилактика и лечение рубцовых последствий ожо гов у детей: автореф. дис. докт. мед. наук – Санкт-Петербург, 2010.

8. Колбина, Л. Человек меняет кожу (2011) «Эксперт Урал» №24 (470), http://expert.ru/ural/2011/24/chelovek-menyaet-kozhu/ 9. http://www.hyamatrix.ru Применение полимерных композиционных материалов для изготовления изделий типа балок, выполняющих функцию накопителя энергии.

Гаврикова Вероника Михайловна, ЦО№491, Класс 11 Б Руководитель Прокопович Лариса Михайловна, учитель физики.

В современном мире происходит активное внедрение прогрессивных технологий, в частности композиционных материалов. Их применение можно встретить практически во всех областях науки и техники, и даже в нашей повседневной жизни. В данной работе говорится об использовании композиционных материалов в области спорта, а именно изготовления спортивного оборудования, на примере легкоатлетического шеста для прыжков. Рассмотренная модель спортивного снаряда(шеста) является результатом последних разработок российских ученых и сейчас готова к внедрению в спортивную практику. Предлагаю этот вариант конструкции шеста, т.к. в нем учтены возможности максимального использования энергоемкости, упругости, прочности, облегчения конструкции шеста. В данной работе я изучила новые нано-технологии и новые виды компози ционных материалов, используемых для изготовления спортивного сна ряжения. Проблема, поставленная передо мной, такова: как изменить структуру и механические свойства спортивного снаряда для улучшения спортивного результата.

Целью настоящей работы является изучить материалы, применяющие ся для изготовления спортивного шеста и способы их совершенствования.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить сле дующие задачи:

- изучить свойства полимерных композиционных мате риалов, - провести динамический расчет, - рассмотреть варианты оптими зации конструкции спортивного шеста.

После изучения приведенных здесь материалов наиболее вероятным и единственно возможным выводом является то, что полимерные компози ционные материалы являются лучшим на сегодняшний день вариантом материала для изготовления спортивного шеста для прыжков. Путем по иска и воплощения в жизнь различных технических решений возможна оптимизация конструкции данного спортивного снаряда.

Список литературы:

1. Современные композиционные материалы, под ред.П.Крока и Л.Браутмана, пер. с англ., М.: Мир, 2. Волоконные композиционные материалы: Пер.с англ./ под ред.

Дж.Уиктна, Э.Скала., М.: Метеллургия 1978г.

3. Немировский Ю.В., Резников Б.С. Прочность элементов конструкций из композиционных материалов, 1986г.

4. Справочник по композиционным материалам:пер.с англ.:/под ред.Дж.Любина, М.: Машиностроение, 1988г.

5. Победря Б.Е. Механика композиционных материалов, М.:МГУ,1984г.

Нанотехнологии в промышленности (компьютеры и центральные процессоры) Гладышев Дмитрий, Головин Евгений, школа №283.

Научный руководитель: Шарышева Светлана Владимировна.

1.Введение. Мы проводили исследования по теме «Нанотехнологии в промышленности (компьютеры и центральные процессоры)» В работе исследовались центральные процессоры компьютеров, от самых первых разработок, до самых последних изобретений в этой области. Нанотехно логия — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контроли руемого манипулирования отдельными атомами и молекулами. Однако не понятно, почему при уменьшении размеров процессора производитель ность увеличивается. В данной работе будут исследоваться размеры, кон структивные отличия и производительность процессоров от начала их производства до нынешних результатов. Гипотеза: Правда ли что при уменьшении центрального процессора компьютера, производительность увеличивается?

2.Теоретическа часть. Техпроцесс - физический размер одного логиче ского элемента на процессоре. Чем меньше техпроцесс - тем больше этих элементов можно поместить на процессор. Получается чем меньше тех процесс, тем мощнее процессор. Например, 3 мкм — техпроцесс, соответ ствующий уровню технологии, достигнутому в 1979 году компанией Intel.

Это был процессор Intel 8086. Но в 1982 году компания Intel создала но вый процессор Intel 80286 техпроцесс, которого составлял 1,5 мкм. Таким образом, процессор Intel 80286 был мощнее процессора Intel 8086. И по лучается, что при уменьшении процессора его мощность увеличивается.

3.Применяемая методика. Выполняя эту работу, мы преследовали цель показать вам, как изменяется производительность процессора от его раз меров. Также рассказать вам о нанотехнологиях и о достижениях в этой сфере деятельности.

4.Результаты и их обсуждения. Сейчас, по сравнению с недавним про шлым(3 мкм - техпроцесс, соответствующий уровню технологии, достиг нутому в 1979 году Intel.), будут выпускаться (в 2013г) компьютерные процессоры — Intel по 14-нанометровой технологии на основе 300 миллиметровых кремниевых пластин. Давайте сравним два процессора, произведенные в разные годы: Intel 8086 и Intel Core i7.

Intel8086: первый 16-битный микропроцессор компании Intel, разрабаты вавшийся с весны 1976 года и выпущенный 8 июня 1978 года. Процессор имел набор команд, который применяется и в современных процессорах, именно от этого процессора берёт своё начало известная на сегодня архи тектура x86.Частота этого процессора: 4—10 МГц;

технология производ ства: 3мкм.

Intel Core i7:

соответствует уровню технологии, достигнутому к 2006—2007 годах ве дущими компаниями-производителями микросхем. Соответствует линей ному разрешению литографического оборудования, примерно равному нм. Для микроэлектронной промышленности стал революционным, так как это был первый техпроцесс, использующий технологию high-k/metal gate (HfSiON/TaN в технологии компании Intel), для замены физически себя исчерпавших SiO2/poly-Si.Частота этого процессора 2,66—3,46 GHz Если сравнить эти 2 процессора, то очень сильно заметно превосходство Core i7.

5.Выводы. Самый первый процессор был Intel 4004.Он был 4 битным и большим. С тех пор процессоры начали активно развиваться. Они стали в несколько раз меньше, гораздо мощнее и умнее своих прародителей. Они будут развиваться и дальше. Из выше написанного мы поняли, что тех процесс современных процессоров гораздо меньше самых первых процес соров. Поэтому и размер тоже меньше чем у первых процессоров.

Основные технические параметры Core i Технические характеристики Intel Дата анонса: 8 июня 1978 года Микроархитектура Nehalem Тактовая частота (МГц): от 4 до 10 Четыре или шесть ядер 5 (модель 8086), при частоте 4,77 производи- Кэш-память L1 – 64 Кбайт (32 Кбайт для тельность - 0,33 MIPS данных и 32 Кбайт для инструкций) для каж дого ядра 8 (модель 8086-2, 0,66 MIPS) Кэш-память L2 – 256 Кбайт для каждого ядра 10 (модель 8086-1, 0,75 MIPS) Приблизительные затраты времени на опера- Кэш-память L3 – 8 или 12 Мбайт, общая для ции, процессорных циклов (EA - время, не- всех ядер обходимое для расчета эффективного адреса Встроенный двухканальный (LGA1156) или памяти, которое варьируется от 5 до 12 цик- трёхканальный (LGA1366) контроллер опе лов): ративной памяти DDR3-1066/1333 МГц Суммирование: 3-4 (регистровое), 9+EA - Шина QPI, работающая на частоте 2,4 ГГц 25+EA - при операциях с памятью (4,8 Гбайт/с) или 3,2 ГГц (6,4 Гбайт/с) на Умножение: 70-118 (регистровое), 76+EA - моделях для LGA 143+EA - при операциях с памятью Шина DMI (2 Гбайта/с) на моделях для Перемещение данных: 2 (между регистрами), LGA 8+EA - 14+EA - при операциях с памятью Встроенный контроллер PCI Express 2.

0 (од Разрядность регистров: 16 бит на линия x16 или две x8 в моделях без интег Разрядность шины данных: 16 бит рированной графики) на моделях для Разрядность шины адреса: 20 бит LGA Объём адресуемой памяти: 1 Мбайт Поддержка технологии виртуализации VT Адресное пространство I/O: 64 Кбайт Поддержка 64-битных инструкций Intel Количество транзисторов: 29 000 EM64T Техпроцесс (нм): 3000 (3 мкм) Поддержка технологии Hyper-Threading Площадь кристалла (кв. мм): ~30 (по другим Поддержка технологии Turbo Boost данным, 16 мм) Набор инструкций SSE 4. Максимальное тепловыделение: 1,75 Вт Набор инструкций AES-NIS для модели i7 Напряжение питания: +5 В 980X Разъём: нет (микросхема припаивалась к Антивирусная технология Execute Disable Bit плате) Технология динамического изменения часто Корпус: 40-контактный керамический или ты Enhanced SpeedStep пластиковый DIP, позже - 56-контактный QFP и 44-контактный PLCC Поддерживаемые технологии: 98 инструкций Объём очереди команд: 6 байт Список литературы.

1.Готра З. Ю. Справочник по технологии микроэлектронных устройств — Львов: Каменяр, 1986. — 287 с.

2.Бер А. Ю., Минскер Ф. Е. Сборка полупроводниковых приборов и инте гральных микросхем — М: «Высшая школа», 1986. — 279 с.

3.Приведенная выше информация почерпнута из распространенной про граммы TestCPU by Robert Smid.

4.Интернет Ресурсы: wikipedia.

Нанотехнологии в военной технике Говорова Алиса Станиславовна, школа №1208, г. Москва Научный руководитель Бойцова Наталья Юрьевна, учитель физики Небольшое вступление. На одной из первых ежегодных Форсайтов ских конференций, проводимых с 1989 года, было принято обращение к ученым и правительствам всего мира не производить наноразработки в военных целях. Однако необходимость получения средств на научные исследования привела к развитию нанопрограмм для средств вооружения, а также изделий двойного назначения, главным образом в США. Некото рые такие разработки уже находятся на вооружении армии этой страны и других стран НАТО, Израиля и сил самообороны Японии.

В настоящее время военные исследования в области нанотехнологии ведутся по пяти основным направлениям:

1. энергетические ресурсы и боеприпасы 2. обеспечение и противодействие невидимости объектов 3. защитные и самовосстанавливающиеся системы, позволяющие ав томатически ремонтировать поврежденную поверхность танка или само лета или менять ее цвет (эффект хамелеона) 4. системы связи 5. устройства обнаружения химических и биологических загрязнений.

Если говорить о современном применении нанотехнологий в военных целях, то оно фактически было запущено, когда начались работы по соз данию атомного оружия. Когда ученые смогли перешагнуть порог нано измерений и устремились в глубь атомов, им открылись великие непо знанные свойства материи, которые привели в конце концов к созданию не только ядерного оружия, но и атомной энергетики. Работы в этом на правлении продолжаются. Создаются не только новые виды вооружения и боезапасов, но и различные сопутствующие технологии, например сред ства защиты, различного рода наносенсоры и другие электронные устрой ства.

Говоря о нашей стране, в сентябре 2007 года Россией испытана но вейшая вакуумная бомба, разработанная на принципах нанотехнологий, мощность которой, согласно утверждениям военных, может сравниться только с ядерными боевыми зарядами. По данным журналистов, россий ская бомба в четыре раза мощнее американского аналога. При этом тем пература в центре разрыва в два раза выше. Площадь поражения также в два раза шире — 300 м против 150 м. Американцы впервые применили вакуумные бомбы во Вьетнаме летом 1969 года во время американо вьетнамской войны для расчистки джунглей. Использование вертолетов для подвоза материальных средств, а также эвакуации раненных в усло виях джунглей часто было невозможно из-за отсутствия открытых площа док, пригодных для их посадки. Расчистка джунглей для посадки одного вертолета требовала непрерывной и интенсивной работы целого инже нерного взвода в течение суток, что практически было невозможным.

Эффект от применения новой бомбы превзошел все ожидания. Американ ский вертолет мог прямо в кабине свободно нести 2—3 таких боезапаса.

Взрыв одной бомбы даже в самых непроходимых джунглях создавал от крытую площадку диаметром 30—40 м, пригодную для посадки вертоле та.

Рассматривая возможные разрушительные последствия взрыва ва куумной бомбы большой мощности, можно вспомнить одну из версий Тунгусской катастрофы. Гигантский взрыв произошел 30 июня 1908 года в районе Подкаменной Тунгуски в Сибири. По одной из версий, он мог быть результатом воспламенения от молнии или пролетавшего метеорита скопившего над тайгой значительного количества метана или другого га за, которого в этих местах предостаточно. Взрыв уничтожил тайгу на площади 2150 км, привел к регистрации толчков, аналогичных землетря сению, сейсмическими станциями в Иркутске и германском городе Киль, а также образованию взрывной волны, дважды обошедшей земной шар. В течение первых нескольких суток после взрыва от Бордо до Ташкента и от берегов Атлантики до Красноярска отмечались необычные атмосферные явления — ночное свечение неба, яркие серебристые облака, гало и венцы вокруг солнца. В этот день в далекой Антарктиде участники английской антарктической экспедиции наблюдали необычное по форме и мощности полярное сияние.

Другим направлением исследований, как уже отмечалось, является создание различного рода защитных средств. В армейской научно исследовательской лаборатории США на основе самосгущающейся жидкости создали новую нательную броню для солдат. Жидкость имеет достаточно сложный состав, однако сам принцип работы достаточно прост. В жидкости, которую разработчики называют «полиэтилен гликоль», расположена взвесь наноразмерных частиц, которые образуют с полиэтилен-гликолем суспензию, обладающую рядом уникальных физи ческих свойств, в частности, она сгущается при сильном механическом воздействии. Когда материал погружают в жидкость, кремниевые наноча стицы поглощаются волокнами ткани. В обычном режиме ткань сохраня ет гибкость, но когда материал встречается с внезапным напряжением, вроде попадания пули, частицы нанокремния автоматически создают до полнительное сопротивление. Бронежилеты из такого материала способ ны достаточно эффективно защитить человека от удара ножом, некоторых осколочных боеприпасов и пуль, выпущенных из огнестрельного оружия.

С учетом относительной простоты изготовления и малого веса таких ма териалов, они уже сейчас вполне пригодны для применения в качестве средств защиты полицейских и некоторых других должностных лиц. В настоящее время в России и за рубежом ведутся исследования с целью обеспечения эффективности «жидкой» брони для защиты военнослужа щих от современного стрелкового оружия и осколков большинства взрывных устройств.

Как известно, наибольшее развитие нанотехнологии получили в элек тронной, компьютерной и вообще в электротехнике, именно поэтому они также заслужили пристального внимания военных кругов развитых стран мира. Миниатюризация компонентной базы вычислительной техники представляет собой главное направление развития нанотехнологии. К на стоящему времени доказана работоспособность ряда активных компонен тов — транзисторов, диодов, ячеек памяти, состоящих из нанотрубок, не скольких молекул или даже единственной молекулы. Передача сигнала может осуществляться одним электроном. Пока не решены проблемы, связанные со сборкой таких компонентов в единую систему и соединени ем их нанопроводами. Тем не менее, можно не сомневаться, что решение этих проблем — вопрос времени. Поэтому было бы удивительно, если бы эти разработки в первую очередь не были использованы в военных целях.

Первые разработки в области наноскопических датчиков уже успешно применяются в военных целях. Создание «умной пыли» — это результат электрохимического процесса механической обработки и химических мо дификаций. В будущем можно будет создать миниатюрные устройства, передвигающиеся в крошечных средах вроде вен или артерий к опреде ленным целям, обнаруживать там химические или биологические составы и передавать информацию во внешний мир. Такие устройства могли бы использоваться для контроля чистоты питьевой или морской воды, обна ружения опасных химических или биологических агентов в воздухе и да же нахождения и уничтожения поврежденных клеток в организме челове ка. В будущем ученые намерены сконструировать подобным образом искусственную бактерию и попробовать автоматизировать технологию сборки ДНК, чтобы в дальнейшем создавать более сложные живые орга низмы. Данный проект вызвал неодобрительные комментарии представи телей ЦРУ, опасающихся, что технологии разработки вирусов могут ока заться доступными странам, поддерживающим глобальный терроризм. С идеей создания нанороботов (которые, по прогнозам, должны появиться через 10—15 лет) также были не согласны многие создатели нанотехники и ученые.

Хочется надеяться, что знаменитый закон робототехники, сформули рованный американским фантастом Айзеком Азимовым: «Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы чело веку был причинен вред. Робот должен повиноваться командам человека, если эти команды не противоречат Первому Закону», — будет такой же неотъемлемой частью программ создания и применения нанотехники в военном деле.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.