🗊Нанороботы - презентация к уроку Технологии_

Задачи: Задачи: Познакомиться с историей возникновения нанотехнологий Познакомиться с нанороботами и их применением Изучить строение нанороботов Практическое назначение и использование нанороботов Вывод

Нанотехноло́гия — область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами. Нанотехноло́гия — область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами. Многие источники, в первую очередь англоязычные, первое упоминание методов, которые впоследствии будут названы нанотехнологией, связывают с известным выступлением Ричарда Фейнмана, сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на ежегодной встрече Американского физического общества. Ричард Фейнман предположил, что возможно механически перемещать одиночные атомы, при помощи манипулятора соответствующего размера, по крайней мере, такой процесс не противоречил бы известным на сегодняшний день физическим законам.

Наноро́боты, или нанобо́ты — роботы, размером сопоставимые с молекулой (менее 10 нм), обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Наноро́боты, или нанобо́ты — роботы, размером сопоставимые с молекулой (менее 10 нм), обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Другие определения описывают наноробота как машину, способную точно взаимодействовать с наноразмерными объектами или способной манипулировать объектами в наномасштабе. Вследствие этого, даже крупные аппараты, такие как атомно-силовой микроскоп можно считать нанороботами, так как он производит манипуляции объектами на наноуровне. Кроме того, даже обычных роботов, которые могут перемещаться с наноразмерной точностью, можно считать нанороботами. Кроме слова «наноробот» также используют выражения «нанит», «наноген» и «наномуравей», однако, технически правильным термином в контексте серьезных инженерных исследований все равно остается первоначальный вариант.

В связи с развитием направления научных исследований нанороботов, сейчас наиболее остро стоят вопросы их конкретного проектирования. Одной из инициатив по решению этой проблемы является «Сотрудничество по разработке нанофабрик», основанное Робертом Фрайтасом и Ральфом Меркле в 2000 году, деятельность которого сосредоточена на разработке практической программы исследований , которая направлена на создание контролируемой алмазной механосинтетической нанофабрики, которая будет способна к производству медицинских нанороботов на основе алмазных соединений. Для этого разрабатываются технологии зондирования, управления силовыми связями между молекулами и навигации. Создаются проекты и прототипы инструментария для манипуляций, двигательного аппарата (молекулярные моторы) и "бортового компьютера". В связи с развитием направления научных исследований нанороботов, сейчас наиболее остро стоят вопросы их конкретного проектирования. Одной из инициатив по решению этой проблемы является «Сотрудничество по разработке нанофабрик», основанное Робертом Фрайтасом и Ральфом Меркле в 2000 году, деятельность которого сосредоточена на разработке практической программы исследований , которая направлена на создание контролируемой алмазной механосинтетической нанофабрики, которая будет способна к производству медицинских нанороботов на основе алмазных соединений. Для этого разрабатываются технологии зондирования, управления силовыми связями между молекулами и навигации. Создаются проекты и прототипы инструментария для манипуляций, двигательного аппарата (молекулярные моторы) и "бортового компьютера".

Сфера применения нанороботов очень широка. По сути, они могут быть необходимы при создании, отладке и поддержании функционирования любой сложной системы. Наномашины могут применяться в электронике для создания миниустройств или электрических цепей - данная технология называется молекулярной наносборкой. Сфера применения нанороботов очень широка. По сути, они могут быть необходимы при создании, отладке и поддержании функционирования любой сложной системы. Наномашины могут применяться в электронике для создания миниустройств или электрических цепей - данная технология называется молекулярной наносборкой. Однако на первое место сейчас вышел вопрос применения нанороботов в медицине. Путем обычной инъекции нанороботы могут быть впрыснуты в кровь или лимфу. Для наружного применения раствор с этими роботами может быть нанесен на участок ткани. Одним из разработанных направлений является транспортировка лекарства к пораженным клетками. При обычном введении лекарства лишь одна молекула из ста тысяч достигает цели, в то время как наноустройство в белковой оболочке увеличивает эффективность на два порядка, в перспективе не будет опознаваться фагоцитами как «чужой» и после выполнения функции распадается на безвредные компоненты. Такие нанороботы могут быть эффективными, например, при медикаментозном лечении раковых опухолей.

Также Патрик Хунцикер Базельской университетской клиники хочет посредством нанотехнологий доставлять медикаменты непосредственно в "пункт назначения". Его идея: вместо минироботов в качестве транспортной среды должны служить так называемые нано-контейнеры. Оболочка этих шарообразных миниконтейнеров построена таким образом, что она целенаправленно определяет только больные клетки, стыкуется с ними и освобождает медикаменты. Реаниматолог Хунцикер полагает, что его изобретение может применяться, прежде всего, в сердечной медицине: "Нано-контейнеры могут очень целенаправленно атаковать именно больные клетки. Это значит, что мы можем таким образом защитить от побочных действий все другие клетки и органы, которые не участвуют в процессе болезни». В опыте над животными биохимики уже задокументировали первые успехи: нано-контейнеры Хунцикера избирательно определяют клетки иммунной системы, так называемые макрофаги. Эти естественные защитники не трогают здоровые клетки, но уничтожают больные. Нано-лечение сердца таким образом продвигается в область реального. При лечении рака нанотехнологии вышли за рамки научного исследования: Берлинский исследователь уже лечит первых пациентов с помощью нано-терапии другого принципа. Также Патрик Хунцикер Базельской университетской клиники хочет посредством нанотехнологий доставлять медикаменты непосредственно в "пункт назначения". Его идея: вместо минироботов в качестве транспортной среды должны служить так называемые нано-контейнеры. Оболочка этих шарообразных миниконтейнеров построена таким образом, что она целенаправленно определяет только больные клетки, стыкуется с ними и освобождает медикаменты. Реаниматолог Хунцикер полагает, что его изобретение может применяться, прежде всего, в сердечной медицине: "Нано-контейнеры могут очень целенаправленно атаковать именно больные клетки. Это значит, что мы можем таким образом защитить от побочных действий все другие клетки и органы, которые не участвуют в процессе болезни». В опыте над животными биохимики уже задокументировали первые успехи: нано-контейнеры Хунцикера избирательно определяют клетки иммунной системы, так называемые макрофаги. Эти естественные защитники не трогают здоровые клетки, но уничтожают больные. Нано-лечение сердца таким образом продвигается в область реального. При лечении рака нанотехнологии вышли за рамки научного исследования: Берлинский исследователь уже лечит первых пациентов с помощью нано-терапии другого принципа.

Из каркаса робота выступают «ножки» длиной 400 мкм и 1200 мкм, которые способны двигаться подобно ножкам краба. Авторы работы сообщают, что их наноробот продемонстрировал среднюю скорость в 100 мкм в секунду, что расчетный запас его хода — примерно 50 метров в неделю, и что робот может продолжать двигаться в течение примерно десяти дней. Из каркаса робота выступают «ножки» длиной 400 мкм и 1200 мкм, которые способны двигаться подобно ножкам краба. Авторы работы сообщают, что их наноробот продемонстрировал среднюю скорость в 100 мкм в секунду, что расчетный запас его хода — примерно 50 метров в неделю, и что робот может продолжать двигаться в течение примерно десяти дней. Это первый ходячий наноробот на основе живых клеток, показавший, к тому же, способность к длительному перемещению, сообщили исследователи. Потенциальное применение таких нанороботов — очистка артерий. Однако пока данный наноробот внутри тела не испытывался.

Существующие прототипы двигателя, процессора, захвата будут собраны в единое устройство, и эпоха нанороботов наступит до 2015 года.  Все названные перспективы могут осуществиться. Наномашины будут в состоянии воссоздавать любые предметы из атомов, смогут омолаживать человека, станут искусственными производителями пищи, заполнят околоземное пространство и сделают пригодными для человека планеты и их луны. Существующие прототипы двигателя, процессора, захвата будут собраны в единое устройство, и эпоха нанороботов наступит до 2015 года.  Все названные перспективы могут осуществиться. Наномашины будут в состоянии воссоздавать любые предметы из атомов, смогут омолаживать человека, станут искусственными производителями пищи, заполнят околоземное пространство и сделают пригодными для человека планеты и их луны.