ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Тема 8.1. Понятие нанотехнологий.

Современный уровень развития нанотехнологий. Применение нанотехнологий в различных отраслях. Материалы на основе фуллеренов и нанотрубок. Биомиметические материалы. Методы получения. Структура.

1. Современный уровень развития нанотехнологий.Нанотехнология - 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.

2. Применение нанотехнологий в различных отраслях. В настоящее время наноматериалы используют для изготовления защитных и светопоглощающих покрытий, спортивного оборудования, транзисторов, светоиспускающих диодов, топливных элементов, лекарств и медицинской аппаратуры, материалов для упаковки продуктов питания, косметики и одежды. Нанопримеси на основе оксида церия уже сейчас добавляют в дизельное топливо, что позволяет на 4-5% повысить КПД двигателя и снизить степень загрязнения выхлопных газов.

3. Материалы на основе фуллеренов и нанотрубок.Происхождение термина "фуллерен" связано с именем американского архитектора Ричарда Букминстера Фуллера, конструировавшего полусферические архитектурные конструкции, состоящие в виде шестиугольников и пятиугольников. Наиболее эффективный способ получения фуллеренов основан на термическом разложении графита. Аллотропные формы углерода: алмаз, графит и карбин.

Алмаз - Каждый атом углерода в структуре алмаза расположен в центре тетраэдра, вершинами которого служат четыре ближайших атома. Соседние атомы связаны между собой ковалентными связями. Такая структура определяет свойства алмаза как самого твердого вещества, известного на Земле.

Графит находит широкое применение в самых разнообразных сферах человеческой деятельности, от изготовления карандашных грифелей до блоков замедления нейтронов в ядерных реакторах. Атомы углерода в кристаллической структуре графита связаны между собой прочными ковалентными связями и формируют шестиугольные кольца, образующие, в свою очередь, прочную и стабильную сетку, похожую на пчелиные соты.

Карбин конденсируется в виде белого углеродного осадка на поверхности при облучении пирографита лазерным пучком света.

Известны и другие формы углерода, такие как аморфный углерод, белый углерод (чаоит) и т.д. Но все эти формы являются композитами, то есть смесью малых фрагментов графита и алмаза.

Наряду со сфероидальными углеродными структурами, могут образовываться также и протяженные цилиндрические структуры , так называемые нанотрубки, которые отличаются широким разнообразием физико-химических свойств.

Идеальная нанотрубка представляет собой свернутую в цилиндр графитовую плоскость, т.е. поверхность, выложенную правильными шестиугольниками, в вершинах которых расположены атомы углерода..).

4. Биомиметические материалы. Биомиметические материалы (греч. «bios» - жизнь; «mimeticos» - наследовать, имитировать, повторять, подобный) - синтетические материалы, которые могут быть аналогами фрагментов тканей и органов или биологически активных продуктов метаболизма живых структур. Это макро-, микро- и наноразмерные структуры. Внедрение биомиметических материалов в медицину является перспективным направлением, потому что поможет создавать новые лекарственные средства, импланты, улучшить экологию внешней среды, интенсифицируя также решение экономических вопросов.

К биомиметическим средствам можно отнести синтезированные лекарственные средства, которые являются аналогами биологически активных соединений организма и внедрены в медицинскую практику. К ним можно отнести инозин (рибоксин), калия хлорид и оротат, магния сульфат и оротат (магнерот), таурин (дибикор), аденозин, кислоту глутаминовую, аргинина аспартат (тивортин), кальцияхлорид, глицеросфат, глюконат, цитрат, натрия хлорид, кораргин (рибоксин + аргинин), аспаркам (калия и магния аспарагинат), ритмокор (калия и магния глюконат), АТФ-лонг (калий, магний, АТФ, гистидин), адреналина гидрохлорид и гидротартрат, норадреналина гидротартрат, дофамин и другие.

Биомиметические материалы можно использовать для создания искусственных сосудов, клапанов сердца, хрусталиков глаза, элементов эндопротезов суставов, искусственных сухожилий, мышечных связок, деталей аппаратов искусственного сердца и искусственной почки.