№№5-12(95-102), мамыр-желтоқсан, май-декабрь, May-December, 2015

№№5-12(95-102), мамыр-желтоқсан, май-декабрь, May-December, 2015 ISSN 2307-017X 
Ġylymi zertteuler a̋lemì – Mir naučnyh issledovanij – World of scientific research 
___________________________________________________________________ 
 
 
92 
постоянно  удивляют  исследователей  своими  свойствами  и  обещают  самые 
неожиданные перспективы своего применения. 
Основной единицей измерения в нанотехнологических исследованиях является 
нанометр  –  миллиардная  доля  метра.  В  таких  единицах  измеряются  молекулы  и 
вирусы,  а  теперь  и  элементы  компьютерных  чипов  нового  поколения.  Именно  в 
наномасштабе  протекают  все  базовые  физические  процессы,  определяющие 
макровзаимодействия. 
Природа  сама  наталкивает  человека  на  идею  создания  нанообъектов.  Любая 
бактерия,  по  сути,  представляет  собой  организм,  состоящий  из наномашин:  ДНК и 
РНК  копируют  и  передают  информацию,  рибосомы  формируют  белки  из 
аминокислот, митохондрии вырабатывают энергию. Очевидно, что на данном этапе 
развития  науки  ученым  приходит  в  голову  копировать  и  совершенствовать  эти 
явления. 
Создание  сканирующего  туннельного  микроскопа  в  1980  году  позволило 
ученым  не  только  различать  отдельные  атомы,  но  и  двигать  их  и  собирать  из  них 
конструкции,  в  частности,  компоненты  будущих  наномашин  –  двигатели, 
манипуляторы,  источники  питания,  элементы  управления.  Создаются  нанокапсулы 
для  прямой  доставки  лекарств  в  организме,  нанотрубки  в  60  раз  прочней  стали, 
гибкие солнечные элементы и множество других удивительных устройств. 
Одним  из  основных  видов  нанообъектов  являются  наночастицы.  При 
разделении вещества на частицы размером в десятки нанометров общая суммарная 
поверхность  частиц  в  веществе  увеличивается  в  сотни  раз,  а  вследствие  этого 
усиливается  взаимодействие  атомов  материала  с  внешней  средой,  ведь  теперь  они 
почти  все  на  поверхности.  Это  явление  используется  в  современной  технике. 
Например,  в  медицине  применяется  нанопорошок  серебра,  которое  обладает 
антисептическими  свойствами.  Наночастицы  диоксида  титана  отталкивают  грязь  и 
позволяют  создать  самоочищающиеся  поверхности.  Нанопророшок  алюминия 
ускоряет  сгорание  твердого  ракетного  топлива.  Новые  литиево-ионные 
аккумуляторы,  содержащие  наночастицы  заряжаются  буквально  за  пару  минут. 
Подобных  примеров  много  уже  сейчас.  Еще  одним  элементом,  открытым  в 
восьмидесятых  годах,  стали  фуллерены.  Эти  конструкции  напоминают  мячи, 
состоящие из атомов углерода. 
Другим  хорошо  известным  наноэлементом  является  углеродная  нанотрубка. 
Это  одноатомный  слой  углерода,  свернутый  в  цилиндр  диаметром  в  несколько 
нанометров. Впервые эти объекты был получены в 1952 году, но лишь в 1991 году 
они  привлекли  внимание  ученых.  Прочность  этих  трубок  превышает  прочность 
стали в десятки раз, они выдерживают, нагрев до 2500 градусов и давление в тысячи 
атмосфер. Эта прочность свойственна и изготовленным на их основе материалам. В 
электронике  нанотрубки  могут  применяться  как  хорошие  проводники,  а  также  и 
полупроводники. 
Еще  одним  наноматериалом  является  графен  –  двумерный  углеродный  слой, 
плоскость,  состоящая  из  атомов  углерода.  Этот  материал  был  впервые  получен 
русскими  физиками,  работающими  в  Англии.  Многие  ученые  полагают,  что  этот 
материал,  обладающий  уникальными  свойствами,  в  будущем  станет  основой 
микропроцессоров,  вытеснив  современные  полупроводники.  Кроме  того,  этот 
материал также невероятно прочен. 
Все  эти  наноэлементы  все  чаще  находят  применение  в  различных  областях 
технологии – от медицины до космических исследований. 
Одной  из  наиболее  перспективных  областей  применения  нанотехнологий 
остается,  безусловно,  медицина.  Ученые  не  первый  год  работают  над  проблемой 

№№5-12(95-102), мамыр-желтоқсан, май-декабрь, May-December, 2015 ISSN 2307-017X 
Ġylymi zertteuler a̋lemì – Mir naučnyh issledovanij – World of scientific research 
___________________________________________________________________ 
 
 
93 
доставки  лекарственных  препаратов  непосредственно  к  клеткам,  пораженным 
инфекцией  или  болезнью.  Основная  конструкция  транспорта  такова:  капсула  из 
биоматериала  размером  50-200  нанометров,  в  которой  находятся  молекулы 
лекарства. Снаружи капсула покрыта полимерными цепочками, с помощью которых 
определяется,  когда  капсула  достигнет  целевых  тканей,  после  чего  произойдет 
вбрасывание  лекарства  и  распадение  оболочки.  Последние  стадии  можно 
откладывать  и  контролировать  их  наступление  дистанционно,  например,  нагревом 
или ультразвуком. 
Все  эти  и  многие  другие  идеи  находятся  сейчас  не  только  на  стадии 
разработок, но и на этапе практического применения. Результаты некоторых тестов 
потрясают  воображение,  некоторые  заканчиваются  провалом.  Вместе  с  тем  растет 
энтузиазм  ученых  по поводу  приближения  эры  воплощения  самых фантастических 
идей,  например,  полного  контроля  над  всеми  природными  процессами  или 
нанофабрик,  собирающих  любые  предметы  непосредственно  из  атомов.  Создано 
множество сценариев развития будущего нанотехнологий, включая и те, которые не 
сулят  человечеству  ничего  хорошего.  Однако  можно  сказать,  что  интерес  к 
нанотехнолгиям  сейчас  настолько  велик,  что  именно  он  подчас  и  определяет 
направление, которое они принимают. 
Применение  нанотехнологий.  Проникновение  нанотехнологии  в  сферы 
человеческой  деятельности  можно  представить  в  виде  дерева  нанотехнологии. 
Применение  имеет  вид  дерева,  ветви  которого  представляют  основные  сферы 
применения,  а  ответвления  от  крупных  ветвей  представляют  дифференциацию 
внутри основных сфер применения на данный момент времени. 
На сегодняшний день (2000 гг.) имеется следующая картина: 
-  биологические  науки  предполагают  развитие  технологии  генных  меток, 
поверхности 
для 
имплантантов, 
антимикробные 
поверхности, 
лекарства 
направленного действия, тканевая инженерия, онкологическая терапия; 
-  простые  волокна  предполагают  развитие  бумажной  технологии,  дешевых 
строительных материалов, лѐгких плит, автозапчастей, сверхпрочных материалов; 
-  наноклипсы  предполагают  производство  новых  тканей,  покрытие  стѐкол, 
"умных" песков, бумаги, углеродных волокон; 
-  защита  от  коррозии  способами  нанодобавок  к  меди,  алюминию,  магнию, 
стали; 
- 
катализаторы  предполагают 
применение 
в 
сельском 
хозяйстве, 
дезодорировании, а также производство продуктов питания. 
Легкоочистимые  материалы  находят  применение  в  быту,  архитектуре, 
молочной  и  пищевой  промышленности,  транспортной  индустрии,  санитарии.  Это 
производство  самоочищающихся  стѐкол,  больничного  инвентаря  и  инструментов, 
антиплесневого покрытия, легкоочищающейся керамики. 
Биопокрытия используются в спортивном инвентаре и подшипниках. 
Оптика  как  сфера  применения  нанотехнологии  включает  в  себя  такие 
направления  как  электрохромику,  производство  оптических  линз.  Это  новая 
фотохромная оптика, легкоочистимая оптика и просветлѐнная оптика. 
Керамика  в  сфере  применения  нанотехнологии  даѐт  возможность  получения 
электролюминисценции  и  фотолюминисценции,  печатных  паст,  пигментов, 
нанопорошков, микрочастиц, мембран. 
Компьютерная  техника  и  электроника  как  сфера  применения  нанотехнологии 
даст 
развитие 
электронике, 
наносенсорам, 
бытовым 
(встраиваемым) 
микрокомпьютерам, средствам визуализации и преобразователям энергии. Далее это