Нанотехнологии для всех.  Рыбалкина М. 

Содержание

Зачем читать эту книгу? 1
Глава 1. Введение в нанотехнологии
Основные понятия 9
Краткая справка по истории нанотехнологий 20
Оборудование нанотехнологии 22
Самосборка 31
Наноэффекты в природе: удивительные лапки 32
Фуллерены и углеродные нанотрубки 35
Ультрадисперсные наноматериалы 42
Будущее нанотехнологий: проблемы и перспективы 43
Небывалые возможности 45
Опасности, которыми не следует пренебрегать 58
Нано на стыке наук 61
Наноиндустрия в России и за рубежом 64
Глава 2. Законы квантового мира
Как возникла квантовая физика 69
Основные понятия и законы квантовой механики 75
Структура атома 76
Принципы работы лазера 80
Корпускулярно-волновой дуализм нанообъектов 85
Квантовые пределы точности измерений 88
Волновая функция и вероятностный характер поведения квантовых объектов 91
Основные положения теории вероятностей 93
Уравнение Шредингера и Периодическая система элементов Менделеева 99
Квантовые размерные эффекты 105
Почему нельзя смешивать законы классической и квантовой физики 107
Квантовые эффекты, обеспечивающие реализацию эталонов физических величин 109
Квантовые точки, проволоки и плоскости 111
Квантовая механика и компьютер 112
Сверхпроводимость и сверхтекучесть 114
Квантовая телепортация 116
Соображения по поводу вероятностной интерпретации квантовых явлений 118
Глава 3. Нанохимия и наноматериалы
Химическая связь 122
Что такое нанохимия? 129
Объекты нанохимии. Классификации наночастиц 132
Способы получения наночастиц 139
Получение углеродных наночастиц – фуллеренов и нанотрубок 142
Примеры уникальных свойств некоторых наночастиц 147
“Умные” материалы 152
Алмазоид – наноматериал будущего 162
Перспективы применения алмазоида 164
Глава 4. Наноэлектроника и МЭМС
Появление и развитие полупроводниковой электроники 169
Электропроводность 170
Электронно-дырочный переход 174
Диод 176
Транзистор 176
Интегральная микросхема 179
Как делают микросхемы 180
Развитие литографии 183
Проводящие полимеры 185
Появление и развитие MЕMS и NEMS-технологии 189
Сенсоры 196
Проект “Умная пыль” 199
Проект “Электронный нос” 202
Проект “Электронный язык” 207
Проект “Видеоочки” 209
Наноэлектроника 210
Проекты наномоторов 216
Глава 5. Инструменты нанотехнологии
История развития микроскопии 224
Оптический микроскоп 224
Разрешающая способность микроскопов 227
Электронный микроскоп 228
Сканирующая зондовая микроскопия 232
Сканирующий туннельный микроскоп 233
Атомно-силовой микроскоп 233
Типы кантилеверов 234
Сканирующий оптический микроскоп ближнего поля 235
Наноиндентор 236
Сканирующие зондовые лаборатории 238
Учебное нанотехнологическое оборудование “УМКА” 239
Нановесы 241
Спектроскопия 242
Моделирование наноструктур 243
Визуализационное моделирование 245
Вычислительное моделирование 245
Инженерное моделирование 250
Механосинтез и нанофабрика 254
Преодоление проблемы массового производства наноструктур 269
Электроосаждение 270
Мягкая литография 270
Рисование и печать 271
Биосинтез 272
Глава 6. Биотехнологии и наномедицина 276
Основные понятия биотехнологии 278
Общая схема биотехнологического производства 283
Примеры биотехнологических производств 286
Основные механизмы генной инженерии 292
Технология рекомбинантной ДНК 292
Получение инсулина 300
Получение интерферонов 301
Трансгенные животные 301
Трансгенные растения 302
ГМ–продукты: за и против 305
О проекте “Геном человека” 308
Некоторые сведения о человеческом геноме 311
Функции генов 311
Генетическая общность человека и других биологических видов 312
Протовирусы 313
Упаковка ДНК в хромосому 313
Практическое значение результатов проекта “Геном человека” 314
Наномедицина 315
Лаборатория на чипе 316
Нанотехнологии против вирусов и бактерий 319
Адресная доставка лекарств в пораженные клетки 321
Использование квантовых точек в качестве люминесцентных маркеров 326
Наносистемы и биотехнологии: подражая природе 327
Конструируя из белков 328
“Поделки” из молекул ДНК 329
РНК-наномашины 331
Приручение бактериофага 333
Нанотехнологии и бессмертие 333
Проект первый - наномедицина по Фрайтасу 336
Проект второй – перенос сознания в компьютер 345
Проект третий – криосохранение 359
О некоторых этических вопросах бессмертия 364
Глава 7. Нанобизнес
Инвестиции 369
Доходность и риск 370
Время = деньги 371
Конкуренция 372
Информация 374
Наноэкономика 377
Отрасли нанобизнеса 382
Авиация и космонавтика 382
Автомобилестроение 383
Аудио- и видеотехника 383
Безопасность 384
Бытовая техника 384
Вооружение и военная техника 384
Горнодобывающая промышленность 385
Городское и коммунальное хозяйство 385
Индустрия красоты 385
Машиностроение 386
Медицина 386
Наука 386
Сельское хозяйство 387
Строительство 387
Телекоммуникации 387
Экология 387
Энергетика 388
Принципы нанобизнеса 388
Проектирование бизнеса 391
Перспективы наноиндустрии в России 398
Глава 8. Нанотехнологии и общество
“Над пропастью во лжи” или в погоне за смертью 404
О концепции устойчивого развития 411
О положении России в контексте устойчивого развития 416
Роль молодежи в современном обществе 419
Нанотехнологии и безопасность страны 423
Заключение 432
Полезные ссылки