Ялық ҚҰрылыстың дамуындағЫ

Германия мен Жапонияда көптеген компаниялардың қызметі нанотехнология құралдар мен құрылғылардың дамыту және шығаруға бағытталған. Таңдау нанотехнология аспаптарды өндіру бақылау нәтижесінде өмір жолы жетілген кезеңінде осы елдердің мықты болуын қамтамасыз етуге қабілетті екенін алтыншы технологиялық тәртіппен бастапқы кезеңін ескере отырып. Алайда, мұндай бақылау үшін, ол тиісті ғылыми-зерттеу және дамыту саласында жетекші орындарға қабылдау үшін маңызды болып табылады. жабық дамытуға атсалысуға және осы сегментінде одан әрі инновациялық арттыру күрделілігін ұсына сегменті nanoinstruments патенттік қызмет байқалады төмендеуі.

Түрлі агенттіктер олардың жобалары нанотехнология бойынша жұмыс жағдайды еңсеру үшін Ресей Федерациясының бір елеулі қадам 2008 жылғы 4 мамырдағы іске асыру үшін Ресей Үкіметі қабылдаған «2015 жылға дейін Ресей Федерациясының нанотехнологиялар өнеркәсіп бағдарламасы» болды. Бағдарлама ұлттық нанотехнология желісін тоғыз тақырыптық бағыттары мен жеті мақсатты индикаторлар атап өтті:

1) Наноэлектроника;

2) наноинженеринг;

3) функционалдық Наноматериалдар және жоғары тазалықтағы заттар;

4) энергия функционалдық Наноматериалдар;

5) ғарыш қосымшалар үшін функционалдық Наноматериалдар;

6) технологиясы;

7) құрылыс Наноматериалдар;

8) композициялық наноматериалдар;

9) Қауіпсіздік жүйелерін үшін Нанотехнологиялар.

Басымдық жаңа салтын қалыптастыру барысында жақын арада жаппай сұраныстың үздік болашағы бар, ол өз өнімдерін берілуі тиіс жеткілікті. Бұл өндіріске ауқымдағы экономикасын қол жеткізуге болады және арзан жаңа өнімдер өз негізінде туындайтын өмір салтын дамытуға ықпал ететін болады.

Ресейдің жаңа (алтыншы) технологиялық тәртібін қалыптастыру маңызды факторы жеткілікті нақты болып табылатын бәсекеге қабілеттілігін арттыру, қазірдің өзінде бәсекелес өндірістері мен салаларына, оның өнімдері мен технологиялар сұраныс болып табылады.

Мұнда маңызды рөл қорғаныс салаларын (авиациялық, кеме, аэроғарыштық өнеркәсіп, т.б.) және жоғары азаматтық және орта технологиялық салаларын (электроника, азаматтық авиация, автомобиль және т.б.) ойнатуға болады. Мысалы, аэроғарыштық техникада нанотехнологияларды қолдану облыстардың ауқымын қамтиды:

 Наноматериалдар: наноматериалдар көлемі (нанокомпозиты nanoceramic материалдар, наноқұрылымды қорытпалар, Нанокеуекті материалдар); nanocoating және nanomembrany; негізінде талшықтар uglerodnyhnanotrubok; сұйық наноматериалдар (ферромагниттік сұйықтық, Power желімдер);

 Жетек: жетілдіру отын (нанокатализаторы жану нанокомпозиционных отын нанокатализаторы фазалық көшу Nanogels); отын жабдықтау жүйесін жетілдіру; жану камераларының жетілдіру; газ ағыны басқару жүйелерін жетілдіру;

 Power жүйелері: энергия өндiрушi, энергия түрлендіру, энергия сақтау, энергия трансфер (жоғары температуралық өткізгіштер);

 Байланыс және бақылау: шарлау (кванттық гироскоптарының); Наноэлектроника; НАНОФОТОНИКА; nanomagnitoelektronika; bionics; деректер беру;

 сенсорлар;

 жетекші механизмдер : микро және наноманипуляторлар,ғарыштық наноаппараттар;

Экипаж жұмысының шарттары және басқалары.

Қазіргі уақытта наноғылым және нанотехнологияға жататын ғылыми зерттеулер мен технологиялық дайындаулар XX ғасырдың ортасында ғана белгілі бола бастады. Кейбір зерттеушілер нанотехнологияға бірнеше жылдаған, тіпті мыңдаған жылдар бұрын белгілі болған технологиялық практикаларды жатқызады. «Нанотехнология» терминін ғылым ағымына 1974 жылы НориоТонигучи (NorioTaniguchi) енгізді. Терминнің жазылуы сызықша арқылы жазылатын –Nano-Technology дейтін екі сөзден құралды. Әлем әдебиетінде наноғылымды (nanoscience) нанотехнологиядан (nanotechnology) айқын бөліп алады. Сонымен қоса наноғылым үшін nanoscalescience (наноөлшемді ғылым) термині қолданылады. «Нано» қосымшасы (грек тілінен аударғанда «нано»-ергежейлі деген мағынада) 10^–9= миллиардтан бір бөлігін түсіндіреді. Бір нанометрдің ұзындығының қиындысына сегіз оттегі атомын орналастыруға болады.

90-жылдары Ресейде нанотехнологияның дамуы жолында ұлкен үлес қосқан кешенді зерттеулер жалғаса берді. Р.А. Андриевский, В.В. Болдырев, А.Л. Бучаченко, Р.З. Валиев, С.П. Губин, Б.В. Дерягин, А.Л. Ива-новский, Ю.А. Котов, И.В. Мелихов, И.И. Минкин, А.Д. Помогайло, А.И. Русанов, И.П. Суздалев, А.Ю. Цивадзе және тағы басқалары еңбек еткен ғылыми топтарды айтуға болады. 1996 жылы М.А. Ананянның басқаруымен нанотехнология институты ашылды, ал 2001 жылы «Наноиндустрия» ашылды. 200 жылы гетероқұрылымды жартылайөткізгішті жасағаны үшін және жылдам опто- мен микроэлектронды компоненттерді жасаған үшін академик Ж.И. Алферов нобель сыйлығына лайықты деп танылды. 2000 жылдан кейін нанотехнология саласындағы зерттеулер қарқынды дами түсті. Көрсетілген ресейлік және кеңес ғалымдарының жаңа ұсыныстары мен теориялық еңбектерінің үлкен қатары әлемдік нанотехнология ғылымының дамуына және практикалық нәтижелерді алуға мүмкіндік туғызды. 2007 жылдың шілде айында нанотехнология саласындағы мемлекеттік саясат және инновациялық инфрақұрылымның дамуы бойынша нанотехнология бағытындағы жобалар Ресей нанотехнология компаниясында («Роснано») бекітілді. Барлық ресейлік нанотехнологиялық байланыс екі нүктеге негізделген- бұл «Роснано» және Курчаттық ғылыми орталық.

90-жылдардың ортасында нанотехнологияның даму траекториясы өндірісте нанотехнологиялық әдістерді қолданудан басталады. Бұл әдістерді жасауға, өлшеуіш құралдарын және нанометрлі диапазонда айла қолдануға үлкен мүмкіндік туғызды. Бұл,ең алдымен, электронды және атомды-күшті микроскопты жасауға, сонымен қоса метрологиялық жүйені жасап шығаруға негізделген. Осы кезеңнен кейін алтыншы технологиялық серпініске есеп беру қажеттілігі туындайды. Айтылған базалы кешенде жаңа технологиялық серпіністің өсуінде, өндірістегі жаңа технологияларды кеңінен қолдануда, технологиялық дамуында маңызды факторды айта кеткен жөн және оның негізгі факторы – нанотехнология болып табылады.

Нанотехнологияның анықтаулары мен жіктелуі

Нанотехнологияның кілтті қасиетін анықтау кезінде өлшемі 100 нм кіші өлшем алынады. Келесі анықталуында, ең қысқа мәні ретінде, оның шектерінің көрсеткіштерін көрсету бекітілген: нанотехнология – бұл қабылданған нанодиапазонда (1-100 нм) материалдар мен қасиеттерін жаңаша қолдану. Бұл жалпы жағдайда тәртіпаралық жақындауды талап етеді. Кілт сөзі - «жаңаша». Нанотехнология анықтамасына санды және сапалы жаңашалау эффектісін кіргізіп қолданған орынды. Нанотехнологияның толық анықтамасын Италияда қолданады: Нанотехнология – бұл құбылыстарды зетрттеу және заттарды атомды, молекулярлы, макромолекулярлы ауқымда манипуляциялау. Олардың қасиеттері үлкен шкалада анықталатындардан едәуір ерекшеленеді. Бұл құрастыру, сипаттамасы, өндіру және құрылымдарды , аспаптар мен жүйелерді бақылау жолымен нысандары мен мөлшерін нанометриялы шкаласымен қолдану. Нанобілім деп феноменді зерделеу және материалдардың атомдық, молекулалық және макромолекулярлық деңгейде манипуляциялауы, материалдардың қасиеттері олардың неғұрлым ірі деңгейде салыстырғандағы қасиеттерінен едәуір өзгергенін атайды. Нанотехнология құрастыру, сипаттамалары, өндіру және қолдану, құрылымдардың, құрылғылар мен жүйелерді басқару арқылы нысанымен және көлемімен арналған нанометрлі деңгейді қамтиды. Сонымен қатар, айла-шарғы жасау, прецизионды орналастыру, өзгерту, модельдеу немесе материалдарды 100 нм көлемінде өндіру. Нанотехнология функционалдық жүйелерді пайдалануға негізделген. Ол құрылымды құрайтын ерекше, шартты өлшемдерді иемденумен айналысады.

• 
  наноталшықтар,
  
• 
  наноқұбырлар
  
• 
  композитті материалдар
  
• 
  наноқұрылымды беті.
  

Егер қандай да бір заттың көлемінің бір, екі немесе үш координаттарына азайған кезде ауқымдағы мөлшерге дейін нанометрдің жаңа сапасы туындайды, бұл сапа осындай объектілердің композициясынан туындайды, онда бұл туындыны наноматериалдарға жатқызуға болады, ал оларды алу және одан әрі олармен жұмыс істеу технологияларын – нанотехнологияларға жатқызады.

Қазіргі заманғы құрылымдық материалдарға мындай заңдылық тән: беріктігінің жоғарылауы икемділіктің төмендеуіне әкеледі. Нанокомпозитті деректер бойынша көрсеткендей, құрылымдық элементтерінің азайуы және наноқұрылымды материалдардың созылғыштығын анықтауда физика деформациялық процестерді терең зерттеу жаңа үлгідегідегі материалдарды әкелуге мүмкіндік береді.

Мысалы, тот баспайтын нанокристаллды құрылымды болатты жоғары илемді деформациялы қалыптау әдістерімен аустенитті болаттан алады. әдеттегі тот баспайтын болатпен салыстырғанда жаңа материал қаттылығы 3 есе жоғары беріктікке ие және конструкциялы материал ретінде пайдаланылуы мүмкін.

Басқа мысал – дамаск болаты. Оны орта ғасырларда Сирияда жасаған, содан кейін құпия жоғалған, бірақ біраз бұйымдар саны сақталған. Жақында АҚШ-тағы Массачусетсского технологиялық институтының (MIT) мамандары ең соңында дамасск кереметінің құпиясы ашты. Белгілі болғандай, ағаш көмірді Сирияға Үндістаннан әкеліпті, ал болатта көміртек наноқұбыр ретінде кездеседі. Бұл қалай болды – түсініксіз, бірақ осы түтікшелер болатты өте берік және икемді жасады. Енді мұндай материал Петербург "Прометей" институтында жасайды. Талдау жүргізілген соңғы жылдары отандық және шетелдік зерттеулер көрсеткендей конструкциялық материалдар әзірлеу саласындағы мынадай негізгі бағыттарындың жоғары перспективалылығы бар:

• 
  наноқұрылымды керамикалық және композициялық бұйымдардың нақты нысандарын дайындау;
  
• 
  кескіш құралдар үшін жоғары тозықтыққа берікті және тұтқырлықты наноқұрылымды қатты қорытпалар өндіру;
  
• 
  наноқұрылымды қорғау термо-және таттануға тұрақты жабындар құру;
  
• 
  беріктігі жоғары және төмен жанғышты полимерлік нанобөлшектер мен нанотүтікшелері толтырғышы бар композиттерді құру
  

• 
  жоғары антифрикционными қасиетті композициялық наноматериалдар ;
  
• 
  жылу қорғау және тозыққа берік наноқұрылымды жабындар;
  
• 
  экстремалды әсерлерге жоғары төзімді және радиацияға тұрақты конструкциялы композициялық наноматериалдар;
  
• 
  өнеркәсіптік газ шығарындыларын тазалау үшін наноқұрылымды катализаторлар
  

Наноқұрылымды жабындардың коррозияға төзімділігін арттыру , ең алдымен, түйіршіктер бетінде қоспалардың олардың мөлшерінің азайуына .меншікті концентрациясының төмендеуіне негізделген.

Наноқұрылымды жабындар өте жоғары беріктігімен сипатталады. Тетіктерді беріктендірудің негізгі механизмі дислокациялы жинақталудың дислокациялы кедергілердегі эффектісімен түйіршіктердің мөлшерлерінің азайғаны олардың шекараларын көрсетеді.

Наноөлшемді ұнтақталған диспергирленген полимерлік матрицада бейорганикалық толтырғыштарды пайдалану пластмассаның отқа төзімділігін жоғарылатады. Бұл оларды конструкциялық материал ретінде қолданғандағы кемшілігі болып табылады. Мұндағы жану заттары улы қасиетке ие.

Зерттеу нәтижелері көрсеткендей, жануды төмендету жалынның өзіндік өшуіне жеткізілуі мүмкін. Бұл ретте наноөлшемді ұнтақты толтырғыштар механикалық беріктігі және материалдың өңделуін төмендетпейді. Полимерлік нанокомпозиттер абляциялы тұрақтылық қасиетке ие, бұл жоғары температура жағдайында эксплуатацияланатын бұйымдардың бетін қорғау үшін мүмкіндіктер ашады.

Сонымен қатар, суасты аппараттарына арналған аса жеңіл және аса берік материалдар әзірлейді, альтернативті энергетикада сутегіні қолдану үшін, сақтау және сақтау және пайдалану және басқа да материалдар әзірленеді. Пісірудің белсендіру процесі наноқосындылар негізінде ядерлі отынға арналған уран-плутонның жаңа түрлерін дайындауға мүмкіндік береді.

Өзге маңызды бағыты қол жеткізу бәсекелестік қабілетін қолданыстағы және әзірленетін шапшаң нейтрондардағы реакторлардың қамтамасыз ету болып табылады. Бұл мәселе ферритті-мартенситті радиацияға тұрақты болатты жаңа классты қолданғанда шешіледі. Бұл бөлшектердің иттрия қатты бөлшек оксидетрінің нанометрлі өлшемімен (ДУО-болат) ерекшеленеді"Бочаровский институтында" (ОАО ВНИИНМ им. А.А. Бочвара) өңделген ДУО- болат негізінде өңделген бұйымдар дайындалған (құбырлар, пластиналар), реакторалды сынаулар параметрлердің штаттық болатқа қарағанда 8 есе көбейгенін көрсеткен.