Это междисциплинарная область, которая относится одновременно и к технике, и к прикладной математике. В то же время, нанотехнологии неразрывно связаны с совокупностями теоретических обоснований, в них применяются практические методы разносторонних исследований. Процессы анализа и синтеза в нанотехнологиях также являются одними из основных. Помимо всего перечисленного, нанотехнологии включают в себя методы производства и практического применения разных продуктов, которые имеют определенную атомарную структуру. Это делается за счет контролируемого управления молекулами.
Нанотехнологические материалы — это такие материалы, которые были разработаны на основе так называемых “наночастиц”. Такие частицы имеют действительно уникальные характеристики, достигаемые за счет своих микроскопических размеров.
Что относят к наноматериалам?
Это вытянутые цилиндрической формы структуры, которые имеют диаметр, колеблющийся от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров. При этом длина таких цилиндров может составлять несколько сантиметров. Состоят углеродные нанотрубки из нескольких графитовых плоскостей, которые называют иначе “графенами”. Обычно такие плоскости свернуты в трубку, а на конце имеют полусферическую головку
Это соединения молекулярного типа, которые принадлежат так называемому классу аллотропных форм химического элемента “углерод”. Фуллерены представляют из себя выпуклые многогранники, имеющие замкнутую границу. Многогранники при этом составлены из четного количества атомов все того же углерода
Это монослой углеродных атомов, который был получен в Манчестерском университет еще в октябре в 2004 году. Использование графен находит в роли детектора молекул оксида азота. Он отслеживает уход и приход единичных молекул. Графену свойственна высокая подвижность в условиях комнатной температуры. Таким образом, когда проблема с формированием запрещенной зоны в графене будет решена, его непременно начнут использовать как весьма и весьма перспективный материал. Уже сейчас поговаривают о том, что он заменит кремний, применяемый в микросхемах
Еще в 2005 году, вернее, в его начале, американская компания под названием Altair Nanotechnologies сделала заявление о том, что ей якобы удалось создать инновационный нанотехнологический материал, который можно применять в электродах аккумуляторов типа “литий-ион”. Аккумуляторы с электродами такого типа имеют сравнительно малое время зарядки: от 10 до 15 минут. Еще через год, в феврале, было запущено производство названных аккумуляторов.
В марте того же года компания заключила крупный контракт по совместному созданию электромобиля с компанией Boshart Engineering. Автомобильные аккумуляторы прошли испытания успешно. Это произошло летом 2006 года. Тогда же Altair Nanotechnologies получили свой первый заказ, относящийся к наноаккумуляторам для электромобилей.
В настоящее время медицина в некоторой степени развивается динамично, и это в первую очередь обусловлено вводом в дело наноматериалов и нанотехнологий. Как отмечалось ранее, такие материалы имеют уникальные свойства. В данном случае они отслеживают человеческие биологические системы и конструируют, изменяют, на соответствующем уровне, то есть, наномолекулярном.
ДНК-нанотехнологии используют для таких целей специфические основы аналогичных молекул, чтобы создавать определенно заданные структуры на их основе.
Синтез молекул в медицинской сфере также позволяет создавать фармакологические материалы, имеющие определенную форму.
Ярчайшим примером является событие 2007 года. Тогда, 15 октября, всем известная компания “Intel” сделала заявление о том, что началась разработка процессора, который имеет очень малый структурный элемент. Представители компании заверили аудиторию в том, что в последующем размеры элемента будут снижены еще в разы, и он будет иметь размер не более 5 нм. AMD, конкурирующая с Intel, не уступает в данном факторе: они достаточно долгое время уже используют в своих процессорах наноматериалы и нанопроцессы. Если говорить о различиях этих двух компаний-гигантов, то AMD применяют дополнительный слой, направленный на изоляцию. Таким образом компания препятствует утечке электрического тока.